综述：生物活性材料对骨髓微环境的免疫代谢调节作用，以促进骨折愈合障碍的恢复

《Stem Cell Reviews and Reports》：Immunometabolic Modulation of the Bone Marrow Niche by Bioactive Materials to Rescue Impaired Fracture Healing

　　

摘要

尽管在机械固定技术方面取得了进展，但骨折愈合受阻仍然是一个重要的临床挑战，这主要是由于骨髓微环境中的免疫代谢失调所致。诸如M1巨噬细胞长期激活、代谢稳态紊乱和线粒体功能障碍等因素共同阻碍了再生过程，导致骨骼前体细胞走向衰老或脂肪生成。本文全面探讨了从单纯机械稳定到利用生物活性材料进行免疫代谢重编程的范式转变，以修复受损的骨骼组织。我们将基于生物材料的干预措施系统地分为三个核心方面：释放金属离子的系统（这些系统协调免疫与成骨之间的相互作用）；针对代谢的递送平台（通过抑制有氧糖酵解来减轻炎症压力）；以及保护线粒体的策略（通过清除活性氧来恢复细胞的能量代谢）。此外，我们强调了时空设计的关键重要性——例如降解动力学的匹配、药物释放的顺序以及局部应用——以便使材料的功能与生理愈合阶段同步，同时尽量减少异位骨化的发生。最终，将这些先进的生物材料策略与新兴的诊断工具（如单细胞分析技术）相结合，为个性化、精准指导的疗法提供了有力支持，从而克服复杂的临床骨折再生问题。

图形摘要

此图片的替代文本可能是由人工智能生成的。

尽管在机械固定技术方面取得了进展，但骨折愈合受阻仍然是一个重要的临床挑战，这主要是由于骨髓微环境中的免疫代谢失调所致。诸如M1巨噬细胞长期激活、代谢稳态紊乱和线粒体功能障碍等因素共同阻碍了再生过程，导致骨骼前体细胞走向衰老或脂肪生成。本文全面探讨了从单纯机械稳定到利用生物活性材料进行免疫代谢重编程的范式转变，以修复受损的骨骼组织。我们将基于生物材料的干预措施系统地分为三个核心方面：释放金属离子的系统（这些系统协调免疫与成骨之间的相互作用）；针对代谢的递送平台（通过抑制有氧糖酵解来减轻炎症压力）；以及保护线粒体的策略（通过清除活性氧来恢复细胞的能量代谢）。此外，我们强调了时空设计的关键重要性——例如降解动力学的匹配、药物释放的顺序以及局部应用——以便使材料的功能与生理愈合阶段同步，同时尽量减少异位骨化的发生。最终，将这些先进的生物材料策略与新兴的诊断工具（如单细胞分析技术）相结合，为个性化、精准指导的疗法提供了有力支持，从而克服复杂的临床骨折再生问题。

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