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为解决骨再生领域材料生物相容性与成骨效率难题，研究人员开展羧甲基壳聚糖（CMC）水凝胶负载海洋真菌来源纤溶化合物 FGFC-1 的研究。发现 FGFC-1 可促进间充质干细胞（MSCs）增殖及成骨分化，为骨组织工程提供新策略。
在骨骼损伤修复与再生领域，如何提升生物材料的骨诱导能力并兼顾生物相容性一直是研究热点。传统骨修复材料如金属植入物存在应力遮挡、感染风险等问题，而基于水凝胶的生物材料虽具备仿生特性，但单一成分的成骨效率往往有限。海洋生物因其独特的代谢环境，能产生结构多样的活性化合物，为骨再生材料开发提供了新方向。在此背景下，探究海洋来源活性成分与水凝胶的协同作用，成为突破现有骨再生技术瓶颈的关键。
为开发高效的骨再生生物材料，研究人员开展了羧甲基壳聚糖（Carboxymethyl Chitosan，CMC）水凝胶负载海洋真菌来源纤溶化合物 FGFC-1 的研究。该研究由多个机构合作完成，相关成果发表在《Biomedicine》杂志，为骨组织工程领域提供了重要的理论与实验依据。
研究采用了以下关键技术方法：首先通过甲醇提取和制备型高效液相色谱（HPLC）从长孢葡萄穗霉 FG216 中分离纯化 FGFC-1（纯度≥98%）；然后以 EDC/NHS 为交联剂，制备不同浓度 FGFC-1（0.01-1 mg/ml）负载的 2% CMC 水凝胶；利用扫描电子显微镜（SEM）观察水凝胶微观结构，通过实时荧光定量 PCR（RT-PCR）检测成骨相关基因（Runx2、Collagen-1α1、Osteocalcin、ALP）表达，采用茜素红、von Kossa、碱性磷酸酶染色及免疫细胞化学验证成骨分化效果，并通过 CCK-8 法评估间充质干细胞（MSCs）增殖能力。
3.1 理化性质与微观结构
FGFC-1 的加入使水凝胶膨胀率从 132.88% 提升至 157.11%，但孔隙率从 72.95% 降至 54.29%，可能与 FGFC-1 与 CMC 的交联作用相关。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示，FGFC-1 成功掺入水凝胶且未显著改变 CMC 的二级结构，热重分析（TGA）表明水凝胶具有良好的热稳定性。SEM 图像显示，负载 FGFC-1 的水凝胶呈现更致密的纤维网状结构，高浓度 FGFC-1（1 mg/ml）组孔隙尺寸减小至 172.795 μm，表面面积降低，提示其结构更适合细胞黏附。
3.2 抗菌性能与细胞响应
抗菌实验表明，CMC 水凝胶本身对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抑制作用，细菌黏附率降低 44.3%，但 FGFC-1 单独使用无抗菌活性。CCK-8 结果显示，1 mg/ml FGFC-1 负载水凝胶显著促进 MSCs 增殖，荧光染色和 SEM 观察显示细胞在水凝胶表面黏附良好，形成三维网状结构，表明水凝胶具有优异的生物相容性。
3.3 成骨分化诱导效果
成骨染色结果显示，FGFC-1 可显著增强茜素红、von Kossa 和碱性磷酸酶染色强度，且随浓度升高（0.01-1 mg/ml）效果增强。RT-PCR 显示，FGFC-1 上调 Runx2（4.98 倍）、Collagen-1α1（3.4 倍）、Osteocalcin（3.62 倍）和 ALP（4.20 倍）的 mRNA 表达，免疫细胞化学证实成骨相关蛋白（骨钙素、I 型胶原）的高表达，表明 FGFC-1 通过调控成骨信号通路促进 MSCs 向成骨细胞分化。
3.4 机制与意义讨论
研究证实，FGFC-1 通过物理交联改变水凝胶孔隙结构，同时通过化学作用上调成骨相关基因和蛋白表达，双重机制协同促进骨再生。尽管 FGFC-1 未直接表现出抗菌活性，但其与 CMC 的复合水凝胶通过物理屏障和 CMC 的固有抗菌性有效抑制细菌黏附，为骨修复提供了无菌微环境。
该研究首次将海洋真菌来源的纤溶化合物 FGFC-1 引入骨再生领域，证实了 FGFC-1 负载 CMC 水凝胶在促进 MSCs 增殖、成骨分化及抗菌方面的多重优势，为开发兼具生物相容性与高效成骨能力的新型生物材料提供了创新思路。研究结果不仅拓展了海洋活性成分在生物医学中的应用，也为临床骨缺损修复提供了潜在的治疗策略，具有重要的科学意义与转化应用价值。
