抗炎性HAMA-SBMA水凝胶搭载软骨类器官促进软骨再生的创新策略

为解决软骨组织缺乏血供导致的自我修复能力受限问题，中国研究人员通过将软骨脱细胞基质微粒（CEP）与骨髓间充质干细胞（BMSCs）构建软骨类器官（CCO），并合成新型HAMA-SBMA（HS）水凝胶，实现了软骨缺损的高效修复。该研究证实HS+CCO通过激活Frzb基因抑制炎症并促进整合素a5β1表达，在大鼠和绵羊模型中显著促进软骨再生，为临床软骨修复提供了创新材料与理论依据。

　　

软骨损伤修复一直是医学领域的重大挑战。由于软骨组织缺乏血管、神经和淋巴管，其自我修复能力极其有限。目前临床常用的微骨折术、自体软骨移植等方法存在修复组织纤维化、供体不足等问题。更令人担忧的是，全球有超过5亿人受骨关节炎困扰，而现有治疗手段难以实现软骨的长期功能性再生。在这一背景下，如何模拟天然软骨的微环境并实现稳定修复，成为科学家们亟待解决的难题。

中国人民解放军总医院和中国医科大学的研究团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表了一项突破性研究。他们巧妙地将仿生材料与类器官技术相结合，开发出具有双重功能的修复系统：一方面利用猪关节软骨脱细胞基质微粒（CEP）构建具有关节软骨特性的类器官（CCO），另一方面通过将磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯（SBMA）引入透明质酸甲基丙烯酸酯（HAMA）中，合成具有粘附性、促软骨形成和抗炎特性的新型HS水凝胶。

研究团队采用了多项关键技术：通过物理化学联合法制备CEP微粒并验证其生物相容性；构建BMSCs-CCO复合体并分析其软骨分化特性；利用光交联技术合成HS水凝胶并表征其物理化学性质；建立大鼠和绵羊软骨缺损模型评估修复效果；结合转录组测序（mRNA-seq）和分子生物学实验揭示Frzb-整合素a5β1机制。

研究结果展现出多层次的创新发现：

CCO展现关节软骨特性并延缓骨化进程
通过将BMSCs接种于CEP微粒，成功构建的CCO表现出典型的关节软骨特征，高表达SOX9、COL2和PRG4等标志物，同时延缓了肥大化标志物COLX的表达。CEP保留了77.4%的糖胺聚糖（GAG）和大量胶原，为细胞提供了仿生微环境。

HS水凝胶的制备与表征
HS600水凝胶（含600 μg SBMA）展现出最优性能：孔径38.38±7.36 μm，孔隙率70.05%，粘附强度显著提高，同时杨氏模量（2.38±0.43 MPa）接近天然软骨。体外实验证实其可促进BMSCs迁移和M2型巨噬细胞极化。

HS+CCO在动物模型中的优异修复效果
在大鼠股骨滑车缺损模型中，HS600+CCO组8周后修复组织与周围正常组织边界模糊，胶原含量接近正常水平，Young's modulus恢复至天然软骨的98.5%。绵羊实验显示，术后6个月缺损区被新生软骨组织填充，关节液炎症因子（IL-1β、TNF-α）显著降低。

Frzb基因的核心调控机制
转录组分析发现HS+CCO显著上调Frzb表达。机制研究表明：1）Frzb通过抑制Wnt和PI3K-AKT通路减少NF-κB核转位，降低iNOS/COX2等炎症因子；2）激活整合素a5β1增强细胞粘附；3）促进SOX9、COL2等软骨标志物表达。敲除Frzb会导致修复效果显著下降。

这项研究的意义在于：首次将CEP类器官与多功能水凝胶结合，创建了"材料-细胞"协同治疗新范式；阐明了Frzb在软骨再生中的多重调控作用，为靶向治疗提供新思路；开发的HS水凝胶兼具力学适配性、生物活性和临床操作性，具备转化潜力。值得注意的是，研究团队通过大动物实验验证了治疗方案的可行性，为后续临床试验奠定了基础。

未来研究可进一步优化CEP的规模化制备工艺，探索HS水凝胶在关节镜下的精准递送策略，并开展更长周期的疗效观察。这项成果不仅为软骨修复提供了创新工具，其"类器官-水凝胶"组合策略也为其他组织工程领域提供了借鉴。