近红外诱导热释电纳米复合膜调控巨噬细胞重编程以促进骨再生

来自某研究团队开发了一种基于光热协同效应的动态非侵入性骨免疫调节策略，利用聚多巴胺（PDA）的光热吸收特性，使PDA@BTO/P(VDF-TrFE)纳米复合膜在近红外（NIR）照射下维持41?°C，并通过热释电效应释放极化电荷，成功诱导巨噬细胞在骨再生早期（第2天和第7天）发生阶段性M1/M2极化，进而通过HSP70/AKT-NF-κB信号通路显著增强大鼠颅骨缺损模型中的新骨形成。

　　

电活性材料在促进骨修复方面已显示出积极效果，但往往难以动态适应骨缺损微环境中复杂多变的免疫响应，导致修复效果欠佳。本研究开发了一种基于电热协同效应的动态非侵入性骨免疫调控策略。借助聚多巴胺（polydopamine, PDA）的光热吸收特性，PDA@BTO/P(VDF-TrFE)纳米复合膜可在近红外（NIR）照射下升温并维持在41?°C。与此同时，温度升高还通过热释电效应（pyroelectric effect）在纳米复合膜表面释放极化电荷。这些物理刺激在骨再生早期（第2天和第7天）分别诱导了阶段特异性的M1型和M2型巨噬细胞极化，进而通过HSP70/AKT-NF-κB信号通路在大鼠颅骨缺损模型中显著增强新骨形成。因此，通过近红外照射PDA@BTO/P(VDF-TrFE)纳米复合膜实现的光热与热释电效应的有效协同，能够对巨噬细胞施加积极的免疫调节作用，从而实现更优异的骨修复效果。这一远程、非侵入、长效且可控的策略为骨免疫调控与再生提供了一种新的临床方法。

作者声明无利益冲突。