摘要

1. 引言

此外，ROS会放大局部炎症反应，导致骨重塑障碍[13,14]。免疫细胞产生的ROS可通过促进核因子κB（NF-κB）激活和NLRP3炎症小体囊泡释放，进一步加剧炎症反应，形成炎症与氧化水平持续放大的相互强化循环[15]。持续且失控的炎症会通过两种途径破坏骨稳态：一是通过免疫细胞分泌的核因子κB受体活化因子配体（RANKL）加速破骨细胞生成；二是通过抑制Wnt和IGF-1通路及下游成骨转录过程，降低成骨细胞活性[16,17]。不仅如此，炎症还会通过释放促炎细胞因子、基质金属蛋白酶（MMP）介导的细胞外基质降解，以及改变一氧化氮（NO）和P-选择素、血管细胞黏附分子-1（VCAM-1）等黏附分子导致内皮功能障碍，从而干扰血管生成[18]，最终减少氧气和生物因子供应，阻碍骨再生[19]。因此，开发高效清除ROS的方法是成功修复感染性骨缺损的关键。

本研究构建了一种靶向ROS介导的感染性骨缺损修复的双网络水凝胶支架（QP-P/Mg）。该支架通过动态硼酸酯键和共价键，将甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乙烯醇（PVAMA）、苯硼酸（PBA）修饰的季铵化壳聚糖（QCSPBA）与镁微球整合，赋予支架优异的可注射性、组织黏附性、抗菌性、抗氧化性、促血管生成及成骨性能。具体而言，QCSPBA上的PBA基团可与PVAMA上的羟基结合，形成可逆的动态硼酸酯键，使QP-P/Mg具有自修复和剪切变稀特性，从而具备可注射性，以适应形态不规则的感染性骨缺损[24]；其次，PVAMA分子间的双键可形成共价交联网络，增强QP-P/Mg的强度和黏附性；第三，镁微球的水解过程受硼酸酯键与Mg²⁺络合作用的严格调控，可实现H₂和Mg²⁺的按需释放，同时避免pH值骤变。释放的Mg²⁺不仅能加速血管化和成骨再生[25-29]，还可通过增加细菌膜通透性，与QCSPBA产生协同抗菌作用[30]。综上，QP-P/Mg系统可通过重建线粒体稳态，有效改善ROS过量的感染性骨缺损微环境，并在大鼠感染性骨缺损模型中展现出优异的成骨效果，为未来临床研究提供了潜在价值（图1）。