一种由基于MXene的配位纳米反应器赋能的微环境自适应水凝胶驱动免疫-成骨级联反应，促进感染性骨缺损再生

《Science China-Materials》：A microenvironment-adaptive hydrogel enabled by an MXene-based coordination nanoreactor drives immune-osteogenic cascade for infected bone defects regeneration

　　

摘要

感染性骨缺损的治疗仍然是主要的临床挑战，需要对感染、炎症和再生进行连续且动态的管理。本文开发了一种微环境响应性水凝胶系统，该系统集成了pH敏感性与外部近红外（NIR）调节功能，以实现级联放大的免疫调节和成骨支持。该水凝胶通过将预组装的Mg²⁺/表没食子儿茶素-3-没食子酸酯（EGCG）配位网络负载于Ti₃C₂T_x MXene纳米片上，并整合到丝素蛋白基质中，构建而成，形成具有可编程治疗行为的集成纳米平台。该系统利用感染性骨缺损中与炎症相关的pH变化，展现出微环境自适应释放特性，从而实现阶段匹配的治疗作用；同时，NIR照射提供精确的按需治疗强度调节。在炎症条件下，该水凝胶通过抑制TLR2/MYD88/NF-κB炎症轴，并借助EGCG-STAT1相互作用同时抑制STAT1激活，实现双节点免疫调节，从而将巨噬细胞重编程为抗炎表型。这种级联放大的免疫调节反应与Mg²⁺相关的成骨激活协同作用，最终促进缺损部位的有效骨再生。总体而言，本研究证明，将基于MXene的配位化学与微环境感知及外部可调谐调节相结合，能够实现阶段匹配的免疫调节与后续成骨激活的协调统一，为复杂感染性骨缺损的治疗提供了一种以材料为驱动的策略。