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  創傷、感染以及骨腫瘤切除等引起的骨缺損，特別是大面積骨缺損修復，仍然是臨床治療中的難題。目前臨床主要采用自體骨或異體骨移植治療骨缺損，但由于骨源有限以及潛在的免疫排斥、疾病傳播風險，應用受到限制。而現有的人工骨材料，如金屬及合金材料，雖然能夠提供適宜的力學支撐，但仍存在著應力遮擋、需要二次手術取出等問題，且難以運用于不規則骨缺損的填充修復。因此，急需一種能夠滿足不規則骨缺損填充修復并能生物可降解吸收的人工骨材料。

  PLGA是FDA認證的醫用高分子聚合物，具有良好的生物相容性，可以微球載體及凝膠的形式進行運用，并體現出作為骨修復生物材料的優勢。但既往的研究表明，由于缺乏成骨誘導性，單純PLGA的骨修復效能有限，且降解過程中產生的酸性產物易導致無菌性炎癥，影響骨修復進程。同時，受植入方法的限制，對不規則的骨缺損修復能力欠佳。團隊前期研究表明（Adv Mat.2014; Acta Bio.2016; Biomat. Sci. 2019等），PLGA可注射凝膠能夠通過溶劑交換實現液固相變，其固化后可形成類似骨的多孔支架結構，具有良好的骨修復潛能。針對以上問題，近期，重慶醫科大學鄧忠良/梁冰團隊在國際知名期刊Biomacromolecules發表文章“A Three-in-One Strategy: Injectable Biomimetic Porous Hydrogels for Accelerating Bone Regeneration via Shape-Adaptable Scaffolds, Controllable Magnesium Ion Release, and Enhanced Osteogenic Differentiation”（IF: 6.988） 。

圖1：可注射仿生多孔水凝膠（PMM）適形性原位支架，控制鎂離子釋放以及促成骨分化加速骨再生

  本研究設計了具有良好適形性、相轉變性和可降解性的PLGA水凝膠體系，用于不規則骨缺損的填充及修復。研究結果顯示該水凝膠（PMM）能很好的填充不規則缺損，并在原位形成仿生多孔的支架結構。此外，PMM水凝膠所搭載的氧化鎂/碳酸鎂復合物不僅能夠中和PLGA降解產生的酸性產物，還能通過可控釋放鎂離子顯著促進干細胞的遷徙運動及成骨分化。

圖2：PMM水凝膠多孔支架結構及成骨誘導性能驗證。A: PMM水凝膠內部多孔結構。B-E: PMM水凝膠促進干細胞成骨分化效能驗證。

  在SD大鼠的顱骨缺損模型中，PMM水凝膠能夠快速填充顱骨缺損并通過相轉變生成多孔的支架結構。隨著材料的降解和鎂離子的釋放，水凝膠逐漸被新生骨組織取代并最終實現完全降解。本課題研究結果顯示，PMM水凝膠能夠充分填充不規則骨缺損并促進骨缺損修復，具有一定的臨床轉化潛力。

圖3：PMM水凝膠促進SD大鼠顱骨缺損修復。A：Micro-ct成像。B-C：顱骨雙缺損部位HE、特殊染色及免疫組化。

  重慶醫科大學附屬第二醫院碩士生周航，重慶市中醫院/重慶醫科大學附屬第二醫院博士后余柯曉為該論文的共同第一作者。重慶醫科大學基礎醫學院梁冰助理研究員，重慶醫科大學附屬第二醫院鄧忠良教授為該論文的共同通訊作者。上述研究得到了國家自然科學基金、國家博士后基金、重慶市自然科學基金等基金項目的大力支持。

  鄧忠良教授團隊近年來在骨腫瘤及骨修復疾病的治療領域持續開展工作，發表了一系列相關研究論文（J. Magnes. Alloys 2021; Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. 2020; Theronostics 2019等）。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.biomac.1c00842