近日，武漢大學(xué)中南醫(yī)院的研究團(tuán)隊在《Theranostics》雜志上發(fā)表了一篇題為“Bioinspired soft-hard combined system wIT(http://www.weberwork.com/sell/l_25/)h mild photothermal therapeutic activity promotes diabetic bone defect healing via synergetic effects of immune activation and angiogenesis”的研究論文。該研究描述了一種用于加速糖尿病骨缺損愈合的光激活軟硬結(jié)合系統(tǒng)（PGCZ），該系統(tǒng)結(jié)合了輕度光熱刺激和按需離子釋放的雙重功能，通過免疫激活和血管生成的協(xié)同效應(yīng)，促進(jìn)了骨組織的修復(fù)。
研究背景與挑戰(zhàn)
糖尿病骨缺損的治療是一個復(fù)雜的臨床難題，主要因為其微環(huán)境中存在過度炎癥、活性氧（ROS）累積、細(xì)菌感染、血管生成受損以及骨穩(wěn)態(tài)失調(diào)等問題。因此，開發(fā)一種能夠同時實現(xiàn)免疫調(diào)節(jié)、殺菌和組織再生的多功能治療平臺，對于改善糖尿病條件下的骨再生至關(guān)重要。
PGCZ支架的設(shè)計與功能
研究團(tuán)隊通過將聚多巴胺修飾的沸石咪唑酯骨架-8（ZIF-8@PDA）負(fù)載雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠（軟基質(zhì)成分）整合到三維打印的聚己內(nèi)酯（PCL）支架（硬基質(zhì)成分）中，構(gòu)建了一個具有光激活特性的軟硬結(jié)合系統(tǒng)。該P(yáng)GCZ支架具備以下特點(diǎn)：
1. **仿生微結(jié)構(gòu)**：具有類似于細(xì)胞外基質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，適合細(xì)胞附著和生長；
2. **生物降解性與機(jī)械(http://www.weberwork.com/sell/l_4/)性能**：擁有合適的生物降解速率和良好的力學(xué)支撐；
3. **光熱性能**：在近紅外（NIR）照射下產(chǎn)生溫和的光熱效應(yīng)；
4. **離子釋放控制**：在光熱刺激下按需釋放鋅離子（Zn²?）。
#### 工作機(jī)制
在周期性的近紅外照射下，PGCZ支架產(chǎn)生的局部光熱效應(yīng)促進(jìn)了鋅離子的釋放，這種釋放與溫?zé)峁餐饔?，加速了成骨前?xì)胞的增殖和分化，同時抑制了細(xì)菌生長。此外，該系統(tǒng)還能調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞向M2型極化，促進(jìn)功能性細(xì)胞因子的分泌，有助于形成一個有利于再生的微環(huán)境，增強(qiáng)血管生成。實驗結(jié)果顯示，PGCZ平臺結(jié)合輕微的光熱治療能夠減輕局部炎癥反應(yīng)，促進(jìn)內(nèi)源性干細(xì)胞的募集和新血管形成，并調(diào)整成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞間的平衡，從而加速糖尿病條件下的骨再生過程。
#### 研究結(jié)論
該研究展示了一種智能光激活軟硬結(jié)合系統(tǒng)（PGCZ）的設(shè)計與應(yīng)用潛力，該系統(tǒng)集成了免疫調(diào)節(jié)、抗菌、血管生成和骨再生的多重功能，為糖尿病骨缺損的治療提供了一種新的思路。通過體外實驗驗證，PGCZ支架在適當(dāng)近紅外光照射下顯示出良好的生物相容性、活性氧清除能力、抗菌活性以及成骨潛能。
