Bioactive Materials
引人注目的骨再生微环境模拟策略
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本研究开发了一种基于自组装杂化微球的骨髓仿生生态位，有效促进骨再生。通过模拟骨髓微环境并实现治疗因子的时序释放，该策略显著改善临界骨缺损的修复效果，为骨组织工程提供了创新思路。
文献概述
本文《Self-assembled hybrid hydrogel microspheres create a bone marrow-mimicking niche for bone regeneration》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了骨髓微环境在骨再生中的作用，同时介绍了一种基于水凝胶微球的仿生生态位构建策略。整段通顺、有逻辑，文章强调了骨髓在骨修复中的潜力，并探讨了骨髓间充质干细胞（BMSCs）的增殖与生长因子释放匹配问题，提出了一种自组装杂化微球系统，以优化骨再生效果。
背景知识
骨髓（BM）作为骨再生的天然生态位，富含BMSCs和生长因子，支持干细胞存活、分化及血管生成，但其在临床上的应用受限于BMSCs的增殖能力不足以及生长因子释放动力学与骨再生阶段不匹配。当前骨组织工程中，生物材料的降解速率和生长因子的顺序释放已成为关键研究方向。已有研究表明，通过调控基质细胞衍生因子-1（SDF-1）和骨形态发生蛋白-2（BMP-2）等因子的释放，可有效招募BMSCs并促进骨修复。然而，如何模拟骨髓生态位中BMSCs的富集及多肽因子的时序释放，以协调血管生成、干细胞功能及骨再生，仍是一个挑战。本研究通过构建两种不同降解速率的微球系统，结合干细胞归巢肽（SKP）、促血管生成肽（KLT）和成骨肽（OGP），实现仿生骨髓微环境，为临界骨缺损的治疗提供新策略。
研究方法与实验
研究团队开发了两种基于天然聚合物的水凝胶微球：快速降解的明胶甲基丙烯酰（GelMA）微球和慢降解的壳聚糖甲基丙烯酰（ChitoMA）微球。GelMA微球负载干细胞归巢肽SKP-MA及外源BMSCs，模拟骨髓微环境并促进BMSCs募集与干性维持；ChitoMA微球负载OGP-MA和KLT-MA，实现持续释放以支持血管生成和成骨分化。微球系统被注入3D打印的PLGA/HA支架中，形成仿生骨髓生态位。该系统在体外和大鼠临界股骨髁缺损模型中进行了生物相容性、BMSC募集、干性维持、免疫调节、血管生成及成骨能力的系统评估。
关键结论与观点
研究意义与展望
本研究为骨组织工程提供了新的仿生生态位构建方法，通过调控微球降解速率及多肽释放顺序，模拟骨髓微环境，实现骨再生多阶段支持。未来可进一步探索该系统在大型动物模型中的骨修复效果，以及其在联合干细胞治疗或基因递送中的应用潜力。
结语
本研究通过构建自组装杂化微球系统，成功模拟了骨髓生态位，为临界骨缺损的再生提供了一种创新策略。该系统结合了快速释放BMSCs和SKP以增强干性及抗炎能力，以及慢速释放OGP和KLT以支持成骨和血管生成，有效协调骨再生的多个关键环节。研究不仅揭示了骨髓微环境在骨修复中的重要作用，也为骨组织工程及再生医学提供了一种可调控的多肽递送平台，具有广泛的临床转化前景。
