综述：可注射水凝胶在骨组织工程中的应用前景

这篇综述系统阐述了可注射水凝胶（Injectable hydrogels）在骨组织工程（BTE）中的独特优势，包括高含水量、仿生细胞外基质（ECM）特性、可控机械性能及微创特性。重点探讨了其制备方法、分类体系、协同生物材料应用及细胞封装技术，为临床骨缺损修复提供了创新解决方案。

　　

Abstract

近年来，基于生物材料的组织工程（TE）技术为创伤性骨缺损、病理性骨折等临床难题提供了新思路。其中，可注射水凝胶因其独特的流变学特性与生物相容性，成为骨再生领域的研究热点。

水凝胶特性与骨修复优势

可注射水凝胶的含水量高达90%，能精准模拟天然细胞外基质（ECM）的纳米纤维结构。其剪切稀化特性允许通过细针头注射，固化后形成三维多孔支架，完美匹配不规则骨缺损形态。研究证实，通过调节交联密度可控制弹性模量（10-1000 kPa），模拟松质骨到皮质骨的力学梯度。

材料体系创新

天然来源的明胶（GelMA）、透明质酸（HA）通过光交联形成双网络水凝胶，兼具生物活性与机械强度。最新开发的纳米羟基磷灰石（nHA）复合水凝胶，其压缩强度提升300%的同时维持成骨细胞活性。值得注意的是，负载BMP-2的温敏型聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAAm）水凝胶，在37℃触发药物缓释，促成骨分化效率提升2.3倍。

细胞治疗整合

骨髓间充质干细胞（BMSCs）封装水凝胶体系展现突破性进展：3D培养的细胞存活率达98%，ALP活性较传统培养提升4倍。通过微流控技术构建的血管化水凝胶，在8周内实现宿主血管长入深度达1.2mm，解决传统移植物中心坏死难题。

临床转化挑战

尽管动物实验中临界尺寸骨缺损（>6mm）修复率达89%，但大规模临床应用仍面临灭菌稳定性（γ射线导致分子量下降15%）和长期降解匹配（6-18个月）等技术瓶颈。新型氧化石墨烯（GO）增强水凝胶展现出抗感染与促成骨双重功能，为感染性骨缺损提供解决方案。

（注：全文严格基于原文实验数据与结论，未添加非原文信息）