Advanced Materials 仿生硅藻支架为感染性骨缺损治疗提供新策略

发布时间:2026-03-07

         近年来,随着生活条件改善和人类寿命延长,由创伤、肿瘤、慢性炎症和感染引起的骨疾病日益普遍,成为全球致残的主要原因之一。临床治疗骨缺损时常面临植入部位感染的挑战,持续性炎症和细菌生物膜形成不仅阻碍骨再生,还可能导致植入失败,威胁患者健康。尽管抗生素负载植入物显示出一定的抗菌潜力,但其存在耐药性风险、局部释放难以持续、高浓度下的细胞毒性以及无法彻底清除生物膜等问题,限制了其应用。因此,开发具有环境响应性抗菌性能、可控降解和成骨-成血管协同作用的智能骨修复材料成为当前的研究热点。

       受硅藻高效光捕获和抗氧化机制的启发,四川大学李建树教授、丁春梅副教授、陈嵩教授合作开发了一种基于壳聚糖-羟基磷灰石的多功能骨修复支架CH/FeCu@SiO₂。该支架通过集成铜掺杂铁针铁矿(Fe(Cu)OOH)纳米颗粒和介孔SiO₂保护层,实现了光热性能稳定与抗菌-成骨功能的协同作用。在近红外光照射下,该系统可产生局部温和高温(约42°C),并释放Cu²⁺实现高效抗菌(>99%)。同时,Fe(Cu)OOH模拟酶抗氧化活性,清除活性氧(ROS),促进M2型巨噬细胞极化,营造有利于骨再生的免疫微环境。此外,温和热疗和离子释放还可上调TGF-β信号通路、抑制破骨细胞分化,从而促进血管化骨再生和缺损修复。

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      相关论文以“Diatom-Inspired Scaffold for Infected Bone Defect Therapy: Achieving Stable Photothermal Properties and Coordinated Antibacterial-Osteogenic Functions”为题,发表在Advanced Materials上,论文第一作者为Li Xinyi。

     原文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202509997


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