科研 | 王静课题组Bioactive Materials：负载于水凝胶中的多功能多钼氧簇通过协同免疫调节与成骨作用增强骨再生
发布时间：2026-01-13 浏览次数：0次
创伤、感染或慢性炎症导致的骨缺损常伴随免疫微环境失衡和细菌感染，造成骨折不愈合或延迟愈合。传统治疗（抗生素、抗炎药）仅能短期缓解，且易引发耐药、愈合延迟等副作用。过量活性氧（ROS）和持续炎症是骨再生失败的核心因素。ROS诱导成骨细胞凋亡、激活促炎巨噬细胞（M1型），导致TNF-α、IL-1β等炎症因子高表达，形成高免疫原性微环境，抑制骨修复；细菌感染进一步加剧炎症和骨溶解。现有骨修复材料多局限于结构支撑，难以同时调控免疫、清除感染。多金属氧酸盐（POMs）虽具ROS清除和潜在成骨活性，但在骨科应用仍处空白，且存在靶向性差、生理稳定性不足等问题。
近日，来自小奶猫直播 王静教授、小奶猫直播 第三医院的陈伟教授团队构建了一种可注射的多功能水凝胶（Mo-POM@GG/nHA），将没食子酸修饰的钼基多金属氧簇（Mo-POM）负载于结冷胶/纳米羟基磷灰石基质中，用于协同免疫调节与成骨促进骨再生。Mo-POM通过高效清除ROS、广谱抗菌及诱导巨噬细胞向M2型极化，重塑骨缺损区免疫微环境；水凝胶三维多孔结构实现Mo-POM持续释放并增强干细胞黏附与分化。体内外实验证实，该体系可显著抑制感染、减轻炎症、加速骨组织矿化与新生，为复杂骨缺损修复提供“一石三鸟”的集成生物材料新策略。相关研究成果以“Multifunctional polyoxomolybdate cluster loaded into hydrogel for augmented bone regeneration through synergistic immunomodulation and osteogenesis”为题，发表在《Bioactive Materials》（SCI医学1区/IF 20.3）。
创新点：
该研究报道了基于没食子酸修饰的钼基多金属氧簇（Mo-POM）复合水凝胶系统Mo-POM@GG/nHA的研发及其在骨缺损修复中的应用。该体系以Mo-POM纳米簇为核心功能单元，明胶（GG）和纳米羟基磷灰石（nHA）构成可注射水凝胶支架，具有以下突破性优势：
（1）多功能协同修复机制：Mo-POM通过清除活性氧（ROS）有效缓解骨缺损部位的氧化应激，重塑免疫微环境；其同时具备广谱抗菌活性，可破坏细菌生物膜与细胞膜，预防感染；配合nHA的成骨诱导作用，实现“免疫调节—抗菌—成骨”三重功能协同，显著促进骨愈合。
（2）可注射与缓释载体系统：GG/nHA水凝胶具备温敏可注射特性，可在生理温度下原位凝胶化，贴合骨缺损形态；其三维多孔结构支持细胞迁移、营养交换与长效释放Mo-POM及nHA，增强生物相容性与成骨活性。
（3）高效骨再生与免疫调控能力：在小鼠颅骨缺损模型中，Mo-POM@GG/nHA显著促进新骨生成，增加骨体积分数与骨小梁数量；同时调控巨噬细胞由促炎M1型向修复M2型极化，下调IL-1β、TNF-α等炎症因子，证实其通过调节MAPK/NF-κB信号通路实现免疫微环境的重编程。
图1. Mo-POM NCs@GG/nHA水凝胶合成与骨缺损修复机理示意图。