针对骨缺损复杂难愈的过程，我院毛颖基/周平辉课题组设计出了一种新型的多功能纳米复合水凝胶——CTAG/GelMA水凝胶，协调巨噬细胞重编程-成骨串联促进骨缺损修复，解决了骨再生复杂愈合过程难以协调的问题。相关研究成果以“A Novel Multifunctional Nanocomposite Hydrogel Orchestrates the Macrophage Reprogramming-Osteogenesis Crosstalk to Boost Bone Defect Repair”为题，于11月13日发表在国际权威期刊《Journal of Nanobiotechnology》（中科院生物学Top一区，IF：10.6，生物学与生物化学学科ESI期刊），蚌埠医科大学为唯一单位。
骨缺损的修复是一个复杂的级联反应过程，需要招募干细胞，启动免疫系统调节、激活血管生长以及随后的成骨分化。目前传统的骨组织工程修复材料主要集中在优化成骨能力上，大部分植入支架被加入各种生物活性成分，如多糖、蛋白质、细胞生长因子以及各种离子等，作为一种可行的替代骨再生方法。然而这些生物活性成分在体内的安全性和有效期难以保证，难以匹配骨修复的生理过程，不可避免地延缓了骨愈合。并且这些植入支架常常会因为是外源性生物材料从而引发不受控制的局部免疫反应，所以开发一种满足骨再生复杂愈合过程的组织工程生物材料仍然是一个重大的临床挑战。
该文报道了一种新型多功能纳米复合水凝胶，即单宁酸（TA）还原氧化石墨烯（rGO）后螯合Ca2+的纳米复合材料Ca2+-TA-rGO（CTAG），掺杂于甲基丙烯酰化明胶（GelMA），形成可注射、光交联的CTAG/GelMA多功能水凝胶。研究表明CTAG/GelMA水凝胶通过调控巨噬细胞重编程-成骨串联，改善骨再生免疫微环境，从而触发多重生物效应，以实现免疫、血管和骨骼系统的协调发育。该研究，为新型再生组织工程材料的设计和骨再生治疗提供了新的见解。
水凝胶制备及其协调巨噬细胞重编程促进骨多阶段再生示意图
硕士研究生：王影（2021级整形外科）、陈业丹（2022级整形外科）和周涛（2021级骨外科）为共同第一作者，生科院毛颖基副教授和一附院周平辉副主任医师为共同通讯作者。该研究工作得到了安徽省自然科学基金项目、安徽省临床医学科研转化项目等项目支持。
原文链接：
https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12951-024-02996-2
（李正红/审 王影/文、图）
