骨质疏松性骨缺损是指骨质疏松患者骨结构完整性的破坏，在创伤、肿瘤切除、感染等方面非常常见。骨质疏松性骨缺损的特点是骨质量差、愈合慢、复发率高。Mg2+能维持体内的骨强度和骨形成能力，通过激活成骨细胞的分化和黏附，增强人骨源性细胞的黏附来促进骨愈合，对骨骼生长发育有重要作用。作为一种优良的骨形成因子，镁骨组织工程材料广泛应用于骨修复。常用的镁基材料在植入时会对身体造成较大的创伤，造成严重的额外损伤，并容易导致炎症、感染和骨生长抑制等使得微创治疗难以实现。Mg2+的主动捕获和持续释放、最小的侵袭性和骨靶向是目前促进松质骨重建的重大挑战。
鉴于此，上海交通大学崔文国课题组等受磁铁吸引金属的启发，利用金属离子配体的配位反应构建了双膦酸盐功能化的可注射水凝胶微球(GelMA-BP-Mg)，该微球可以通过捕获Mg2+促进骨质疏松性骨缺损的松质骨重建，为基于金属离子的骨质疏松性骨缺损的治疗提供一些有意义的思路。相关工作近期以题为“Capturing Magnesium Ions via Microfluidic Hydrogel Microspheres for Promoting Cancellous Bone Regeneration”发表在了《ACS Nano》上。
文章重点：
1. 研究者首选通过席夫碱反应和醛活化反应将双膦酸盐（BP）接枝到甲基丙烯酸酐化明胶（GelMA）骨架上，采用微流控方法制备了高单分散的光交联GelMA-BP微球，然后通过金属离子配位配体构建了一种捕获Mg2+的微流控GelMABP-Mg微球，GelMA-BP微球可以通过配位反应产生强大的Mg2+捕获能力和缓释性能，而缓释BP具有骨靶向性。
GelMA-BP微球构建原理
2. 该微球具有主动捕获Mg2+、微创可注射性、持续缓释性和骨靶向能力，在可注射的明胶微球体系中，捕获的Mg2+原子百分比为0.6%，捕获的Mg2+可有效释放18天，体内外实验结果均显示，Mg2+捕获复合微球通过刺激成骨细胞和内皮细胞同时抑制破骨细胞，有利于成骨和血管生成，最终有效促进松质骨再生。
体外实验
体内实验
全文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c02147
原文刊载于【高分子科学前沿】公众号
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