含MgO纳米颗粒的明胶/壳聚糖水凝胶涂层促进植入体软组织整合研究

本研究针对植入体-软组织界面整合难题，开发了一种负载MgO纳米颗粒的光交联明胶/壳聚糖水凝胶涂层。通过NHS介导的共价键合实现强界面粘附，兼具广谱抗菌性和Mg2+持续释放功能，可协同促进细胞迁移、血管生成和ECM合成，为植入体表面功能化提供新策略。

　　

研究团队开发了一种新型纳米复合水凝胶涂层体系，该体系由嵌入氧化镁(MgO)纳米颗粒的光交联明胶(Gelatin)/壳聚糖(Chitosan)水凝胶构成，并经NHS基团功能化，用于改性聚酞嗪酮醚酮(PPEK)植入体表面。X射线光电子能谱(XPS)和核磁共振氢谱(¹H NMR)分析证实，NHS基团能介导与经等离子体活化的PPEK植入体及软组织表面胺基的共价键合，显著增强界面粘附力。该涂层展现出双重功能：广谱抗菌活性和持续释放镁离子(Mg²⁺)。释放的Mg²⁺呈现多相生物效应，包括增强L929成纤维细胞、人脐静脉内皮细胞(HUVECs)和人永生化角质形成细胞(HaCaT)的迁移能力，刺激HUVEC管状结构形成，并上调细胞外基质(ECM)的合成。体外和体内评估均表明，该涂层能协同加速胶原沉积和血管生成，从而促进软组织快速再生。皮下植入模型揭示了双重整合机制：NHS驱动的共价粘附以及Mg²⁺介导的通过细胞激活进行的生物活性重塑。这些结果标志着这种集成MgO的纳米复合水凝胶成为一种多功能治疗性涂层，它能同时解决微生物耐药性、界面稳定性和组织再生问题，以优化植入体-软组织整合。该设计范式将物理化学键合与离子调节的生物活性相融合，为生物医学植入体的复杂界面工程提供了战略性解决方案。