综述：靶向特异性发病机制的注射水凝胶治疗股骨头坏死的研究进展

《International Journal of Nanomedicine》：Research Progress of Injectable Hydrogels Targeting Specific Pathogenesis for Osteonecrosis of the Femoral Head

　　

股骨头坏死（ONFH）仍然是骨科中一个重大的临床挑战，其特征是坏死骨组织自我再生能力差。若无及时有效的干预，超过70%的受影响患者最终将发生股骨头塌陷并需要接受全髋关节置换术（THA）。ONFH源于不同的途径和原因，包括创伤性血管中断以及非创伤性因素，如激素性ONFH（SONFH）和酒精性ONFH（AIONFH）。基于这些复杂途径，注射水凝胶已成为一种微创治疗选择用于靶向治疗。本综述系统评估了针对ONFH特异性致病途径进行策略性设计以预防结构塌陷的水凝胶。本综述主要讨论了注射水凝胶在刺激血管生成和新生血管形成以恢复血供、促进抗炎调节以营造促再生微环境、通过骨传导-骨诱导机制增强骨矿化以及调节骨吸收方面的优势。此外，它分析了针对不同病因的各种注射水凝胶制剂及其相关临床研究，并提出了未来建议。本综述建立了模拟ONFH病理特征的水凝胶靶向设计，为开发有效、微创的策略以预防或延迟关节置换提供了框架。

股骨头坏死的临床挑战

股骨头坏死（ONFH）是一种严重疾病，主要影响20至40岁的年轻活跃成年人，美国每年约有20,000至30,000例新发病例。ONFH最初表现为无症状性髋部疼痛伴髋关节活动受限。早期诊断对ONFH的有效治疗至关重要，需在早期阶段进行干预以降低股骨头塌陷风险。由于初始缺血期不影响骨密度，常规X线检查无法检测，因此诊断具有挑战性。骨显像通过显示放射性示踪剂摄取减少来检测缺血性坏死（AVN），敏感性更高。ONFH的分型对临床医生评估塌陷风险和选择最佳治疗方案构成重大挑战。ONFH可采用国际标准系统进行分类，如Ficat和Arlet系统、Steinberg分型、ARCO系统和中华医学会分型。这些分类主要基于X线、计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）的准确诊断。

ONFH存在两种机制：创伤性和非创伤性，病因各异。非创伤性机制相关的病因包括激素性骨坏死（SONFH）、酒精性骨坏死（AIONFH）、COVID-19相关ONFH和儿童Legg-Calvé-Perthes病（LCPD）。这些病因的致病途径仍不明确。相比之下，创伤性机制更明确，与骨折和脱位相关。梗死导致中央坏死区形成，周围环绕缺血边缘。在此过渡区，内部遭受严重缺血损伤，而外部区域表现为反应性充血，反映了代偿性灌注的尝试。

当前常规治疗的局限性

当前ONFH的常规治疗策略，包括核心减压（CD）和THA，是医院中最常实施的。THA是常见治疗，但伴有并发症，如术后血栓形成、感染、术中骨折、关节脱位、下肢不等长、假体松动和罕见的神经损伤。此外，高昂的费用和漫长的术后康复期给患者带来沉重负担。近年来，引入不同生物材料（如注射水凝胶）的临床前研究已被广泛报道用于ONFH治疗，作为有效的局部药物递送系统，以解决上述常规治疗的局限性。

与传统药物递送相比，通过注射水凝胶治疗ONFH提供了一个有效平台，因其保水能力、可调的理化性质以及模拟天然细胞外基质（ECM）的能力。基于先前研究，注射水凝胶作为封装各种活性物质（如纳米颗粒、生长因子和肽）的基质。注射水凝胶已成为ONFH治疗的多功能平台，包括天然聚合物基材料（明胶、透明质酸、海藻酸盐、壳聚糖）、合成聚合物（PEG、Pluronic）及其复合材料。它作为药物递送系统，促进骨生成、血管生成和血管化以治疗ONFH。

针对公认的病理生理机制是增强水凝胶治疗ONFH疗效的有效方法。除了注射水凝胶的理化特性外，增强治疗效果需要以发病机制为导向的材料设计，通过封装生物活性物质或功能纳米材料来抑制病理级联反应并阻止疾病进展，从而延迟THA需求。此外，这些靶向治疗剂对于抑制过度炎症、抑制异常破骨细胞活化、减轻氧化应激和逆转血管内皮损伤至关重要，从而在早期病理阶段阻止股骨头进行性恶化。总之，发病机制驱动的水凝胶设计不仅加速骨再生，而且从根本上阻止病理进展，这一重要进展解决了常规ONFH治疗的局限性。

在研究人员先前发表在《ACS Applied Bio Materials》上的综述中，研究人员在一般背景下讨论了注射水凝胶在骨疾病中的应用，而非专注于ONFH特异性病理特征。鉴于ONFH独特的临床挑战，本综述提出了发病机制靶向水凝胶平台的核心概念。具体而言，研究人员评估了先进水凝胶精确靶向和抑制关键病理生物分子的潜力。本比较综述首次系统性地提供了基于水凝胶的治疗策略针对ONFH特异性致病途径的机制框架，并附有临床试验。通过在PubMed和Google Scholar中使用关键词“hydrogel + osteonecrosis of the femoral head”、“hydrogel + Non-Traumatic + osteonecrosis of the femoral head”和“hydrogel + Non-Traumatic + femoral head necrosis”进行系统文献检索，涵盖截至2026年的所有出版物。现有文献中很大一部分涉及非特异性病因的骨坏死。在此，研究人员将首先独立审视这些研究。随后，研究人员将研究针对特定病因开发的注射水凝胶系统，包括激素性骨坏死（SONFH）、酒精性骨坏死（AIONFH）和其他独特的病理机制。

针对非特异性病因的水凝胶

促进成骨分化

基于磷酸钙（CaP）的独特特性，如骨诱导性和骨传导性，Wang等评估了封装CaP的双膦酸盐（BP）改性透明质酸（HA-BP）注射水凝胶（HA-BP/CaP）治疗ONFH的有效性。HA-BP/CaP因其操作更简单、皮肤及周围软组织伤口更小、手术时间更短以及注射水凝胶形态与骨缺损区域匹配，展现出有前景的临床应用平台。它增强了细胞增殖和成骨分化，在1个月和2个月时新生骨内矿化含量增加。

促进成骨和血管生成效应

为通过靶向缺氧途径促进成骨和血管生成效应，引入释氧生物材料（如液态和固态过氧化物）为ONFH治疗提供了有前景的创新策略。然而，固态过氧化物（如CaO₂）释放的氧气量因其严重细胞毒性（包括高水平的H₂O₂和ROS）而构成重大挑战。因此，Wang等探索了一种减轻CaO₂局限性的有效方法。合成了复合物CaO₂/明胶微球/三维打印聚己内酯/纳米羟基磷灰石（PCL/nHA）/海藻酸钠/明胶水凝胶，并接枝骨髓间充质基质细胞（BMSCs）。释放的氧气可持续提供19天。结果表明，含有产氧微球的支架显著改善了成骨和血管生成效应，减少了局部微环境中的细胞凋亡，并增加了周围组织中移植细胞的活力。

生长因子因其增强的骨诱导和血管特性而受到骨组织工程领域的关注，包括重组人骨形态发生蛋白-9（rhBMP9）、重组人骨形态发生蛋白-2（rhBMP2）、骨形态发生蛋白9（BMP9）和重组人骨形态发生蛋白-7（rhBMP7）。其机制基于通过结合特异性血管内皮生长因子（VEGF）受体激活新血管形成。在生理条件下，水凝胶的持续释放在延长骨坏死愈合方面特别有利，如Lv等评估了rhBMP9封装在壳聚糖-Pluronic F-127（PF）-三聚磷酸盐水凝胶制剂中的机制。CS/PF/TPP水凝胶在酸性环境中表现出显著的pH敏感性、热响应性和rhBMP9的调控释放。平均孔径达到45 μm，处于被认为对SONFH治疗最有效的40–100 μm范围内，同时超过血管向内生长所需的约5 μm理想尺寸，从而促进营养输送、代谢物清除和骨/血管再生。

研究人员评估了生长因子的局限性，特别是VEGF的半衰期短，导致引入宿主环境后迅速清除。然而，大量VEGF可掺入支架并递送至缺血区域以引发所需的血管生成反应。因此，Peyravian等评估了可注射的剪切稀化水凝胶OCMC-CMCS，封装血管生成刺激肽（QK），对ONFH修复的影响，强调了其持续局部药物递送系统以增强骨再生。OCMC-CMCS-QK水凝胶具有互连多孔结构，平均孔径约101 μm。该水凝胶在pH 7.4磷酸盐缓冲液（PBS）中21天内逐渐降解，该条件适合骨组织工程，并具有显著溶胀率。这些发现证实了Runx2、骨钙素、I型胶原、VEGF和CD34基因的显著过表达。此外，股骨头坏死被有效预防，并在QK肽灌注的OCMC-CMCS水凝胶治疗的缺损区域观察到更多血管。

促进成骨分化和血运重建

为促进成骨分化和血运重建，Shuai Yuan等评估了封装BMSCs的可注射水凝胶对成骨分化和血运重建的影响。HPβCD-Gel/BMSCs水凝胶系统通过增加干细胞活力、成骨分化和血运重建，代表了ONFH治疗的有前景方法。它在室温下6分钟内凝胶化，通过HPβCD与明胶的交联形成互连三维多孔网络。增加HPβCD浓度会增加交联密度并减小孔径。此外，它具有显著的水吸收能力，且增加的溶胀加速了体外降解。此外，它比标准成骨培养基更有效地促进BMSC在14天内分化为骨细胞，并在前两周内观察到血管化。此后，血管密度和平均血管直径从2到8周显著增加，随后导致新骨发育增加。

针对特定病因的水凝胶

SONFH

激素性股骨头坏死（SONFH）是非创伤性ONFH的主要原因，约占所有非创伤性病例的40%至60%。由于糖皮质激素的过度使用，非创伤性ONFH增加了75%。已提出多种导致SONFH的病理生理机制，包括：（1）Sclerostin/Wnt/β-catenin轴：坏死区域血清sclerostin浓度升高阻碍Wnt/β-catenin信号通路，其病理机制涉及通过阻碍成骨细胞分化和阻断H型血管形成来破坏骨重塑，从而减少血管生成并加速骨坏死进展。（2）血管功能障碍和血流动力学损伤：代谢异常（如脂质增加）导致脂肪栓塞和骨髓脂肪细胞肥大，从而升高骨内压。与高凝状态一起，这种机械压迫干扰微循环并促进血管收缩，最终导致缺血性坏死。（3）缺氧信号和抑制受损的HIF-1α信号减弱VEGF介导的血管生成。（4）炎症和免疫通路：遗传因素影响的TLR4/NF-κB通路过度活化导致炎症细胞因子如白细胞介素-4（IL-4）、白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）过度产生，加剧促炎环境，加速骨吸收并阻碍恢复。（5）细胞凋亡和程序性细胞死亡通路：SONFH在成骨细胞和内皮细胞中激活多种程序性细胞死亡通路，包括通过线粒体通路（Akt/Bad/Bcl-2）、TNF-α信号和p53激活的细胞凋亡；通过RIPK1/RIPK3/MLKL通路的坏死性凋亡加剧炎症；以及通过下调SLC7A11和GPX4导致ROS积累和HIF-1α及FOXO1信号失调的铁死亡。（6）糖皮质激素受体（GR）激活：通过增强抗炎蛋白合成和抑制促炎转录因子（如核因子-κB和活化蛋白-1）来抑制多种促炎反应基因。

靶向Akt/Bad/Bcl-2信号通路磷酸化

淫羊藿苷（ICA）是从淫羊藿中提取的类黄酮生物活性分子，可调节骨间充质干细胞的成骨和成脂分化。Xu等将ICA封装到可注射温敏PLGA-PEG-PLGA水凝胶中，以提高其有限的生物利用度。在200 μM组中观察到持续释放长达3周，并达到平台期。随着共聚物浓度从15 wt%增加到25 wt%，ICA的释放速率延迟。四周后，累积释放率分别为89.85%（15 wt%）、82.2%（20 wt%）和78.7%（25 wt%），表明更致密的共聚物基质有利于更长时间、更可控的释放。该水凝胶精心设计以靶向Akt/Bad/Bcl-2信号磷酸化，抑制细胞凋亡并增强血管和骨细胞的存活。这种方法包括显著减少骨髓水肿、改善骨小梁、减少空骨陷窝和减少脂肪细胞积聚，同时促进Runx-2表达并抑制股骨头中PPARγ表达。

靶向激活Wnt通路

金属离子作为生物材料（如水凝胶）中的添加剂日益受到认可，已被证明通过作为体内多种酶的辅因子来影响细胞代谢、信号通路和离子通道。锂（Li）作为生物活性支架中的金属离子添加剂，已被多项研究证明可增强骨修复。Z. Wu等最近开发了一种载锂生物活性玻璃/GelMA水凝胶（GM/M-Li），旨在调节成骨、血管生成和成脂。该水凝胶由于封装了锂生物活性玻璃，表现出精确的溶胀行为和约4 kPa的适当压缩模量。此外，锂离子（Li⁺）的持续释放发挥双重作用机制：激活经典Wnt/β-catenin通路促进骨形成，同时抑制成脂调节因子PPARγ以抑制脂肪积累。GM/M-Li表现出持续超过35天的Li⁺和Si⁴⁺释放，显著增强骨髓间充质干细胞和人脐静脉内皮细胞的增殖和迁移，同时在体外和体内刺激成骨和成血管分化。与模型对照组相比，在12周时骨密度（BMD）增加50%，骨小梁分离度（Tb.Sp）降低20%，进一步证实了治疗后成骨和血管生成的显著增强。

硒纳米颗粒（SeNPs）已证明通过减轻氧化应激和激活Wnt/β-catenin信号通路在SONFH治疗中具有治疗功效。C. Liu等将SeNPs封装在羧甲基纤维素（CMC）/海藻酸盐水凝胶基质中，以促进可控和持续释放，随后将SeNPs/CMC/Alg复合材料植入CD手术后的股骨头中进行SONFH干预。SeNPs/CMC/Alg水凝胶通过增强ROS清除和上调Wnt/β-catenin信号作为SONFH的局部递送系统。它具有互连多孔结构，孔隙率约74.41%。添加SeNPs后溶胀能力略有降低，但仍优于纯海藻酸盐水凝胶，且CMC的加入提高了网络交联密度和热稳定性。

Li等合成了肝素-锂水凝胶（Li-hep-gel），作为锂离子和microRNA功能化四面体DNA纳米结构（MiR@TDNs）的递送系统。MiR@TDNs/Li-hep-gel具有互连多孔结构，孔径在200–400 μm之间。体外研究发现，MiR@TDNs治疗可增加碱性磷酸酶活性和钙沉积，减少BMSCs中脂滴积累，并增强血管内皮生长因子分泌以及血管样结构形成。植入SONFH模型后，MiR@TDNs/Li-hep-gel复合材料促进了强大的骨缺损修复，表现为广泛的新骨形成、新生血管化和减少的空骨陷窝。

细胞疗法

采用间充质基质细胞作为核心减压辅助手段的细胞治疗策略已成为早期股骨头坏死的可行干预措施。Maruyama等研究了在兔模型中，使用围产期间充质干细胞（pMSCs）或白细胞介素-4修饰的间充质干细胞（IL4-MSCs）通过可注射水凝胶（HG）递送进行辅助细胞治疗SONFH的疗效。这些发现表明，结合CD与pMSCs和IL4-MSCs的辅助细胞疗法可能是恢复ONFH早期骨坏死病变的可行治疗方法。

Xu等探索了一种使用LINC00473修饰的大鼠骨髓间充质干细胞（rBMSCs）嵌入可注射温敏聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）水凝胶治疗SONFH的方法。结果表明，PLGA水凝胶为rBMSCs的保留创造了有利环境，显著改善了SONFH大鼠模型中坏死股骨头的骨再生和结构恢复。

Quan等开发了一种可注射海藻酸盐/羟基磷灰石水凝胶（AHH），功能化氧化石墨烯基miR-7b纳米载体（称为GPC@miR），通过靶向调节破骨细胞亚型进行ONFH干预。AHH/GPC@miR复合水凝胶的可控释放抑制了骨相关破骨细胞（BAOs）的形成，通过下调树突状细胞特异性跨膜蛋白（DC-STAMP），从而减轻病理性骨吸收。同时，单核和双核血管相关破骨细胞（VAOs）得以保留和扩增，通过旁分泌血小板衍生生长因子-BB（PDGF-BB）和血管内皮生长因子-A（VEGF-A）促进H型血管生成和成骨。

靶向调节免疫浸润

β-磷酸三钙（β-TCP）常用于促进骨再生，而镁离子（Mg²⁺）增强BMSCs的增殖、迁移和成骨分化。Zhou等设计了一种可注射水凝胶系统，包含海藻酸钠、β-TCP和分级P34HB/MgO+PEG（PMP）同轴微纤维，通过β-TCP/GDL水解逐步释放Ca²⁺进行交联。SA/β-TCP@2%PMP复合水凝胶具有增强的血管生成和成骨特性，在SONFH兔模型中促进了大量新骨合成。

关于LiCl在SONFH中的功能，Chen等研究了将BMSCs与LiCl共培养并掺入Lightgel前体溶液中的机制，以及该水凝胶对免疫调节、成骨和血管生成的影响。通过利用促进M2表型极化同时抑制M1极化的机制，该水凝胶作为外泌体的有效递送载体，实现持续释放并增强治疗效果。Li-Exo负载的Lightgel制剂表现出优异的促成骨和促血管生成作用，对促进M2极化、骨形成和血管化以促进SONFH骨愈合的效果最强。

Luo等提出了一种基于机制的SONFH治疗模型，使用掺杂Li的材料，通过激活JAK1/STAT6/STAT3信号级联，随后创造促修复免疫环境并增强成骨和成血管分化。Li-nHA@Gel促进Li离子的持续和长期释放，通过刺激JAK1/STAT6/STAT3信号轴促进M2巨噬细胞极化，进而提高组织修复因子VEGF和BMP-2的表达，从而增强成骨和成血管分化。

Fu等研究了T辅助17（Th17）细胞浸润对SONFH治疗中局部干细胞生理功能的影响，通过电刺激可注射温敏PLGA-PEG-PLGA水凝胶封装IL-17@纳米脂质体来增强干细胞活性，靶向免疫浸润的有害作用。该水凝胶在生理温度下凝固，并包含压电PLLA纳米纤维和IL-17抑制剂封装脂质体，用于双重物理化学调控。双重效应显著减轻了激素性股骨头坏死中的炎症微环境，并在动物模型中促进原位骨再生。

靶向缺氧诱导因子（HIF-1α）

金属有机框架（MOFs）因其结构多样性、高孔隙率和递送能力而表现出酶样特性。Liu等将DFO负载的MOF-818（DFO@Zn-MOF-818）整合到GelMA中，作为SONFH治疗的创新模型，增强SOD样活性。DFO@Zn-MOF@GelMA水凝胶表现出pH响应性释放，在酸性条件下显著加速，同时从复合支架中提供持续的长期分布。它通过HIF-1α通路和增强的SOD样活性促进血管生成和成骨。

AIONFH

酒精性ONFH（AIONFH）的病理生理学复杂，涉及直接细胞毒性、代谢不稳定性和遗传易感性之间的协同相互作用，最终导致骨坏死。酒精作为显著的外部因素，通过抑制Wnt/β-catenin和mTOR信号通路，同时增强PPARγ激活，扰乱成骨和成脂之间的平衡。此外，酒精损害由VEGF和bFGF调节的血管生成，加剧股骨头缺血性坏死。Fu等开发了一种热敏纳米复合水凝胶，用于调节基因表达并在AIONFH中维持病变细胞中的基因调控。该水凝胶在体内降解时，其细胞内二级纳米结构持续释放。这些纳米颗粒将质粒和siRNA递送至病变干细胞，以增强B细胞淋巴瘤2的表达（抑制干细胞死亡）并抑制过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）表达（抑制干细胞成脂分化）。体内研究表明，该纳米复合水凝胶可长期植入，提供持续的治疗效果，从而促进AIONFH区域的骨再生。

COVID相关

COVID-19相关的股骨头坏死（ONFH）最近被确认为一种新的临床实体，可能与严重的SARS-CoV-2感染或治疗期间使用的强化皮质类固醇治疗有关。尽管注射水凝胶治疗ONFH的临床前数据令人鼓舞，但关于COVID-19相关ONFH的研究尚未进行。水凝胶治疗这种特定病因变体的作用机制尚未在任何已发表出版物中阐明。

LCPD-ONFH

LCPD是一种儿童缺血性ONFH，影响1/1200的儿童。骨形态发生蛋白2（BMP2）具有显著的成骨潜力。Ma等设计了一种BMP2-水凝胶疗法，包括经骨骺板骨灌洗后注射BMP2封装水凝胶。体外研究表明，明胶-肝素-酪胺水凝胶可保存BMP2长达四周。水凝胶注射可有效防止泄漏。在猪体内研究中，BMP2-水凝胶给药导致均匀的骨再生而无异位骨化，保持了软骨下轮廓并恢复了软骨下软骨内骨化，尽管增加了生长板融合。

关于ONFH治疗水凝胶性能的关键理化参数的比较研究

由于存在许多不同的水凝胶系统用于治疗ONFH，需要关注其理化性质以增强治疗机制。溶胀、生物降解和力学特性构成了SONFH靶向可注射水凝胶的三个不可或缺的核心设计指标。多孔结构方面，最佳孔径（100–200 μm）适合细胞浸润。靶向pH响应性释放在坏死股骨头病变由炎症和缺氧引起的酸性微环境下，pH敏感水凝胶成为有前景的靶向快速释放剂。溶胀方面，适度的可控溶胀（300–1000%平衡）是最佳的。降解方面，SONFH骨修复需要6–12周以进行显著的骨小梁重建，水凝胶降解速率必须与新骨生长速度相匹配。力学性能方面，剪切稀化流变特性确保通过临床规格针头进行微创注射，而压缩模量校准至20–100 kPa可模拟天然松质骨力学。

临床研究

Kuroda等在2016年的一项一年临床随访研究中，对塌陷前ONFH（2期或以下）患者进行了单次局部注射800 μg rhFGF-2封装于明胶水凝胶中。仅一名受试者发生股骨头塌陷，其余九名患者无塌陷证据。随后在四个日本机构进行了一项多中心II期临床试验，纳入64名患者，评估单次给药800 μg rhFGF与明胶水凝胶联合治疗ONFH的两年结果。结果显示关节保存期延长，关节保存率达65%或更高，反映了增强的临床疗效、骨再生的影像学证据和良好的安全性。

尽管可注射明胶水凝胶作为rhFGF-2持续释放载体在塌陷前ONFH中显示出有希望的临床疗效，但多个实际挑战仍存在，包括股骨头的承重条件和空间维持、注射水凝胶的保留和体积限制、长期生物安全性和降解产物、可重复性和术中制备、灭菌挑战以及监管考虑。

建议和未来展望

基于比较分析，研究人员提出根据临床表现选择水凝胶的标准。未来的pH智能响应水凝胶系统应同时整合多种治疗过程，而非依赖单一靶点方法。此外，溶胀、生物降解和力学特性构成了可注射水凝胶的三个不可或缺的核心特征，以解决上述障碍并扩大这种再生疗法的临床适用性。未来的水凝胶迭代设计用于更大或边界塌陷病变（3A期）时，必须设计为有机-无机复合材料，以提供双功能力学空间维持和生物因子递送。为确保适当保留，水凝胶必须表现出快速原位凝胶化或高度响应的剪切稀化流变特性，允许通过长临床规格针头顺畅递送，同时离开针尖后立即恢复粘度。手术人员可在给药前30分钟内通过简单混合溶液和预测量冻干组分来可靠制备活性水凝胶制剂。对于成功转化，必须采用双阶段灭菌工作流程。

结论

可注射水凝胶代表了靶向治疗ONFH的有前景平台。针对公认的病理生理机制是增强其疗效的有效方法，通过抑制病理级联反应和延迟疾病进展，从而延迟THA需求。为确保成功临床转化，未来的生物材料设计必须优化三个核心理化指标：可控溶胀、降解速率和驱动成骨的压缩模量。此外，设计“智能”pH响应释放机制和定制的多孔结构可实现局部靶向递送，同时减轻全身毒性。尽管有利的多中心临床数据表明，明胶水凝胶与促血管生成因子（如rhFGF-2）复合可在塌陷前阶段有效预防股骨头塌陷，但仍存在关键的转化障碍。解决这些挑战需要开发有机-无机复合材料以优化剪切稀化流变特性并防止骨腔内返流，以及采用标准化的双阶段灭菌工作流程。