本文研究了一种用于修复严重尺寸骨缺损的复合支架材料。该研究由方磊、何敏、张涛等研究人员完成，针对大段骨缺损愈合过程中炎症、血管生成与骨生成难以有序衔接的难题，创新性地构建了一种负载骨髓来源间充质基质细胞（BMSC）的三维径向排列纳米纤维复合支架。该支架通过径向结构引导细胞浸润，GelMA水凝胶保障负载细胞的存活与驻留以延长其旁分泌作用时间，而羟基磷灰石（HAp）成分在增强BMSC旁分泌输出的同时提供骨传导线索，从而在损伤局部实现了从免疫调节到血管生成、最终促进骨再生的序贯性调控。相关研究成果发表于生物材料领域权威期刊 《Bioactive Materials》。

创新点

01结构-成分协同的时序性调控设计

本研究并非单一关注支架的物理结构或化学成分，而是将二者巧妙结合，以应对骨再生不同阶段的生物学需求。径向排列的纤维结构在早期引导细胞快速向内迁移；GelMA水凝胶为负载的BMSC提供庇护，使其免受过早的免疫清除，延长了其发挥旁分泌作用的“窗口期”；而HAp成分则在后期持续提供骨诱导信号，并在此前通过材料-细胞相互作用增强BMSC的旁分泌功能，实现了对再生过程的时间协调。

02负载细胞存活与功能的双重保障策略

针对MSCs移植后因炎症微环境而存活率低、旁分泌活性快速衰减的瓶颈，该支架提供了双重保障。首先，GelMA水凝胶的包裹为BMSC创造了一个相对温和的三维微环境，提高了其存活率和滞留时间。更重要的是，HAp组分不仅作为骨传导材料，还被发现能上调BMSC的旁分泌输出，特别是通过影响细胞代谢和激活关键信号通路，从“量”和“质”上增强了其促再生能力。

03协基于代谢重编程的促再生机制解析

研究深入探索了材料调控细胞行为的潜在机制，发现复合支架能够上调BMSC的甘油磷脂代谢以支持早期增殖，并激活PI3K/Akt信号通路驱动其向成骨方向分化。这种从代谢和信号转导层面揭示的机制，为理解材料如何“教育”细胞、发挥最佳再生功效提供了新的视角。

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期刊名称: Bioactive Materials

发布日期: 2026年3月6日

DOI: 10.1016/j.bioactmat.2026.02.059

研发团队: Lei Fang, Min He, Tao Zhang, Bowen Gong, Li Ruan, Jichuan Qiu, Jiajia Xue, Feng Tian