《Bioactive Materials》：Harnessing gasotransmitters for orthopaedic infection therapy: Mechanisms and advanced delivery platforms
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骨科感染在老龄人口中日益普遍，造成了重大的临床和经济负担。尽管抗菌疗法取得进展，但抗生素耐药性和超级细菌的出现等挑战依然存在。气体疗法已成为治疗骨科感染的一种有前景的策略。经典气体递质——包括一氧化氮（NO）、一氧化碳（CO）和硫化氢（H2
骨科感染在老龄人口中日益普遍，造成了重大的临床和经济负担。尽管抗菌疗法取得进展，但抗生素耐药性和超级细菌的出现等挑战依然存在。气体疗法已成为治疗骨科感染的一种有前景的策略。经典气体递质——包括一氧化氮（NO）、一氧化碳（CO）和硫化氢（H2S）——在受控浓度下表现出抗菌和免疫调节作用，但剂量不当可能引起不良效应。本综述批判性地审视了气体递质在对抗感染同时促进骨科再生的双重机制。研究人员还综述了先进的递送平台——如智能支架、纳米储库和按需释放系统——这些平台被设计用于向感染骨组织靶向递送气体递质。最后，研究人员讨论了当前的局限性和未来前景，旨在激发用于靶向治疗递送的新型生物材料设计，并推动气体疗法成为骨科感染治疗的可行选择。
1. Introduction
骨科感染发病率升高，造成重大社会经济负担；现有抗生素和手术治疗存在耐药、复发等局限，气体疗法因其多机制抗菌和免疫调节潜力而成为有前景的替代策略。
2. Diseases and characteristics of orthopaedic infection
概述骨髓炎、种植体相关感染和肌骨软组织感染三类主要疾病，并分析金黄色葡萄球菌的致病特征和感染微环境（低氧、酸性等），为气体疗法设计提供依据。
2.1. Osteomyelitis
骨髓炎复发率高，细菌常定植于血供较差的坏死骨及死腔，需要局部滞留、可扩散且分期响应的气体递送策略。
2.2. Implant-associated infection
人工关节感染和骨折相关感染以种植体表面生物膜为突出特征，气体递送应聚焦于界面控制，在生物膜-种植体界面释放高浓度气体同时减少全身暴露。
2.3. Musculoskeletal soft-tissue infection
糖尿病相关软组织感染具有灌注不良、炎症过度、血管新生延迟和多微生物生物膜等特点，气体疗法应作为伤口界面调节剂，结合抗菌、抗炎和促血管生成效应。
2.4. Staphylococcus aureus infection
S. aureus通过形成条件膜、MSCRAMM黏附、生物膜、葡萄球菌脓肿群落（SACs）、细胞内储库和骨细胞陷窝-小管网络（OLCN）等机制建立多层级持久性，导致治疗失败和复发。
2.5. Advantages of gas therapy in orthopaedic infection
气体疗法可穿透生物膜、多靶点杀菌、调节免疫和促进骨再生，不易诱导耐药，并可与清创和抗生素联合应用。
3. Basic biology of gasotransmitters in orthopaedic infection
三种气体递质均通过浓度依赖的复杂机制发挥抗菌、炎症调节和骨再生作用，但也存在矛盾效应和相互串扰。
3.1. NO
NO由三种一氧化氮合酶产生，低浓度促进生物膜分散和信号转导，高浓度通过活性氮（RNS）直接杀菌，同时经sGC-cGMP等通路调节炎症和成骨，但过高浓度可造成细胞毒性。
3.2. CO
CO主要通过结合细菌末端氧化酶抑制呼吸链发挥抗菌作用，在宿主中经HO-1/CO轴发挥抗炎和细胞保护作用，并可通过Wnt-β-catenin等通路促进成骨、抑制破骨。
3.3. H
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