可注射纳米复合甲基丙烯酸化明胶水凝胶在骨修复中的应用

李建江 白涛 胡炜 黄异飞 韩念荣

骨缺损常见于外伤、肿瘤、感染等，对其重建是一项重大挑战，而自体骨移植是治疗骨缺损的金标准［1］。但自体骨来源有限，随之而来的出血、感染等各种并发症依然不容忽视［2］。基于此，包括羟基磷灰石（HAP）、磷酸三钙（TCP）、钛钽合金等在内的生物材料受到广泛的研究和应用［3-5］。然而，上述材料并不能有效的与宿主骨整合，容易出现植入物远期松动［6］，生物活性尚不理想［7］。

因此，具有诱导骨再生效果的各类生物活性水凝胶［8-11］备受关注，其中可注射水凝胶因具有微创填充不规则骨缺损的优势脱颖而出［12-13］。甲基丙烯酸化明胶（GelMA）水凝胶因其良好的生物相容性和可控性广泛应用于组织工程中［14］。此外，目前已有多种生物活性成分［15-16］被尝试添加到GelMA 中，并初具成骨优化效果，然而负载物的爆发性释放、短效作用等缺陷限制了其进一步发展。

纳米锂钙石（SN）是一种表面电荷分布不均的圆盘状纳米颗粒，并可基于静电力和范德华力产生相互作用力而可逆地自发组装成“纸牌屋”式网络结构，无需依赖化学键或生物偶联；而该网络结构可通过一定外力打破而恢复SN颗粒间相互运动，即实现剪切稀化作用［17-18］。此外，SN 能在缺乏额外成骨诱导因子的情况下促进骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨分化［17，19］。

有效的骨愈合还需要足够的干细胞集中于骨缺损区域［20-21］。然而，单纯将干细胞植入支架内的策略［22］受限于细胞来源有限、活力低等不足，相较之下通过植入具有趋化活性的生长因子以募集干细胞归巢的替代策略显然更有价值［23］。……