3D打印GelMA纳米胶体水凝胶实现无因子化骨再生

本研究针对临界骨缺损修复这一再生医学难题，介绍了一种新型的3D打印GelMA纳米胶体水凝胶（nG水凝胶）。其研究目的在于探索一种无需外源性生物活性因子、仅通过材料自身结构特性即可实现高效骨再生的方法。nG水凝胶由GelMA在Pluronics F68存在下自组装形成，通过数字光处理（DLP）生物3D打印技术制备，能够精准填充骨缺损部位。其独特的多孔、细胞适配性纳米胶体结构作为“生物海绵”，能够有效招募内源性间充质干细胞（MSCs），并为其提供适宜微环境，促进细胞的存活、迁移和成骨分化。体外和体内实验证实，nG水凝胶能显著增强干细胞成骨相关基因和蛋白的表达，并通过激活整合素β1/FAK机械传导信号通路来调控成骨过程。在大鼠颅骨缺损模型中，nG水凝胶组在10周后表现出最优的骨修复效果，几乎完全覆盖缺损区域。结论表明，这种3D打印的细胞适配性nG水凝胶具有多功能成骨诱导能力，为临界尺寸骨缺损（尤其是非承重部位）的内源性修复提供了可行且高效的策略，展现出广阔的临床转化潜力。