大学郭征团队提出仿生水凝胶体系促进骨缺损修复新策略-Hypeptide

近日，大学唐都医院郭征团队与西安交通大学郭保林团队合作，在Chemical Engineering Journal杂志（IF=15.1，JCR Q1, 中科院1区）发表研究论著，开创性地构建了结构和力学仿生的三因子时空可控递送抗菌水凝胶体系，以更好地修复骨缺损，揭示了一种新的骨植入物构建策略，为设计具有抗菌和骨修复功能的高级功能化生物材料提供了新思路。

唐都医院郭征教授为该论文通讯作者，西安交通大学郭保林教授为该论文共同通讯作者，唐都医院汤臻博士为该论文第一作者，西安交通大学杨雨桐博士为该论文共同第一作者。

QCS/PF-CM复合水凝胶体系的制备及其在骨缺损修复中应用的示意图

创伤、肿瘤和其他疾病导致的骨缺损仍然是骨科面临的巨大挑战。过去，研究者过多地关注骨缺损本身，而忽略了骨膜在骨缺损治疗中发挥的决定性作用。骨膜是骨组织周围薄而坚韧的结缔组织膜，通常分为外纤维层和内成骨层，外纤维层含有成纤维细胞、神经细胞、促血管生成因子和庞大的毛细血管系统，内成骨层邻近骨表面，充满成骨细胞、间充质干细胞和成骨因子。层状骨膜及其组成部分(包括生长因子)在骨再生过程中起着至关重要的作用。

基于此，本研究构建了一种结构和力学仿生的三因子时空可控递送抗菌水凝胶体系，快速释放VEGF和持续释放PDGF-BB的低交联外层促进血管化，高交联内层提供了结构支持，且其中壳聚糖微球包裹持续释放的BMP-2促进了成骨分化。在颅骨缺损模型和皮下植入模型中，与单独BMP-2或VEGF与PDGF-BB联合使用相比，三因子时空可控递送可显著促进血管化骨的再生。值得注意的是，QCS/PF(季铵化壳聚糖(QCS)和醛基化Pluronic®F127 (PF))水凝胶的抗菌作用可以有效避免手术植入革兰氏阳性金黄色葡萄球菌引起的感染风险。本研究在“夹心”结构的QCS/PF水凝胶递送体系中建立了三种生长因子的时空可控递送体系，实现了三种生长因子的可控顺序释放，以促进骨缺损修复。

本研究依托空军军医大学唐都医院全军骨肿瘤研究所和西安交通大学前沿科学技术研究院，并受到国家自然科学基金项目资助。

主办| 空军军医大学政治工作处

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