综述：含镁聚合物支架的进展：促进伤口愈合的新一代策略

《Journal of Magnesium and Alloys》：Advances in magnesium-incorporated polymeric scaffolds: A next-generation strategy for enhanced wound healing

Mg聚合物支架通过调控Mg2?释放改善伤口愈合，结合电纺、水凝胶、冻干等技术，有效促进炎症调控、血管生成和胶原合成，为慢性伤口治疗提供新策略。

　　镁在伤口修复中的应用及其与聚合物支架的结合，是当前生物医学工程领域的一个重要研究方向。随着慢性伤口和复杂伤口治疗需求的增加，传统的伤口护理方法如纱布、水胶体和非药物性薄膜虽然在临床中广泛使用，但它们主要提供被动保护，缺乏对伤口修复过程的主动调控能力。因此，开发具有主动修复功能的新型材料成为研究的重点，而镁元素因其在生物体内的多方面作用，正逐渐被纳入到这些新型材料的设计中。

镁是人体内含量第四高的阳离子，仅次于钠、钾和钙，它在维持细胞稳态和多种生理功能中发挥着重要作用。镁的生物活性主要体现在其对炎症调节、免疫稳态维持以及关键再生过程的促进上，包括角质形成细胞和成纤维细胞的增殖、血管生成以及胶原蛋白（COL）合成。这些特性使镁成为一种具有广泛应用前景的生物活性材料。然而，直接使用镁盐或颗粒进行治疗存在一些局限性，例如镁离子（Mg2?）的释放难以控制，局部浓度升高可能引发细胞毒性，以及在伤口部位机械稳定性不足。为了解决这些问题，研究人员开发了镁结合的聚合物支架，这些支架不仅能够控制镁离子的释放，还提供了机械支持，同时优化了支架的生物相容性和降解行为。

镁结合的聚合物支架通过整合镁的再生潜力与聚合物的可调节特性，实现了对伤口微环境的优化调控。这些支架具备可控降解、机械强化和持续镁离子释放的能力，为组织修复提供了有利的条件。例如，纳米纤维、水凝胶和海绵等不同结构的支架在不同类型的伤口修复中展现出独特的性能。纳米纤维由于其高表面积和可调的结构，能够模拟细胞外基质（ECM）的特性，促进细胞粘附、增殖和营养物质的扩散。水凝胶因其优异的水分保持能力，能够为伤口提供湿润的环境，有利于细胞迁移和组织再生。而海绵结构则因其高孔隙率和良好的吸液能力，特别适用于吸收大量渗出液的伤口。

这些镁结合的聚合物支架不仅在实验室研究中展现出良好的生物活性，还在临床前研究中得到了验证。动物模型，如小鼠和大鼠的全层伤口模型，为评估镁结合支架的生物相容性、降解行为和再生效果提供了重要依据。研究发现，含有镁的支架在伤口闭合率、上皮化、血管生成和胶原沉积等方面表现优于不含镁的对照组。此外，这些支架还能够通过调控巨噬细胞表型（从促炎性的M1型向修复性的M2型转变），改善伤口微环境，从而促进组织再生。然而，镁结合支架的临床转化仍面临一些挑战，包括批次间的性能差异、大规模生产的可行性以及长期生物相容性数据的缺乏。

在临床前评估中，研究人员发现，镁结合支架在糖尿病模型中表现出显著的治疗效果。糖尿病伤口通常伴随长期炎症、组织再生障碍和感染风险，而镁能够有效减少炎症因子的表达，促进血管生成和胶原蛋白的合成。例如，含有MgO纳米颗粒的支架在糖尿病大鼠模型中显著加速了伤口愈合，减少了炎症反应，并促进了上皮化和血管生成。同时，镁的缓慢释放特性有助于维持稳定的局部环境，减少因过量释放而导致的碱性过强和细胞毒性问题。

尽管镁结合支架在实验研究中展现出良好的性能，但其临床应用仍需进一步优化。目前，研究者们正在探索多种策略来改进镁离子的释放速率和支架的机械性能。例如，通过聚合物共混、表面涂层和离子螯合等方法，可以调控镁的释放行为，从而实现更精确的治疗效果。此外，随着3D打印和4D生物打印等新兴技术的发展，研究者能够设计出具有动态结构和适应性特性的智能支架，以更好地匹配伤口的生理需求。

镁结合聚合物支架的未来发展方向还包括多学科合作和标准化研究。例如，结合材料科学与免疫工程，可以开发出具有反馈响应能力的智能支架，根据伤口的微环境变化调整镁的释放速率和结构特性。同时，利用计算建模和人工智能模拟，可以预测镁离子的释放行为、支架的降解过程以及组织再生的动态变化，从而减少实验试错，提高研发效率。此外，单细胞分析和多组学方法的应用，使得研究者能够深入了解镁对细胞行为的调控机制，为更有效的伤口修复材料设计提供理论依据。

在临床转化方面，研究者需要确保镁结合支架的长期安全性和有效性。例如，ISO 10993系列标准对镁基生物材料的生物相容性和降解行为提出了明确的要求，这对于评估这些材料在人体内的安全性和疗效至关重要。此外，使用大型动物模型（如猪）进行研究，可以更准确地模拟人体的伤口环境，从而提高临床转化的成功率。

综上所述，镁结合聚合物支架作为一种新型的伤口修复平台，展现出巨大的应用潜力。通过优化其结构和功能，这些支架能够有效调控炎症、促进血管生成、增强细胞活性并改善胶原蛋白的合成，从而为慢性伤口和复杂伤口的治疗提供新的解决方案。未来的研究需要进一步解决镁释放的可控性、支架的机械强度以及生物相容性等问题，同时推动其在临床中的应用。随着材料科学和生物医学技术的不断进步，镁结合支架有望成为下一代伤口护理的重要组成部分，为患者提供更加高效和安全的治疗方案。