化学交联法:通过化学反应在BMP⁃2与水凝胶分子间引入共价键,实现稳定结合与缓慢释放 ,常需对二者进行化学修饰以引入活性基团。如用戊二醛作交联剂,使醛基与BMP⁃2的氨基及水凝胶的羧基/羟基反应形成共价键。该法可避免BMP⁃2快速释放,但交联剂和反应条件可能影响其活性,操作要求高。在骨再生领域中,BMP⁃2与水凝胶的协同作用是研究热点。水凝胶作为载体可通过三维网络结构及多重控释体系实现BMP⁃2长期稳定释放 ,还可负载钙、氧化石墨烯等强化激活效果。

同时,BMP⁃2促血管生成,水凝胶作为血管生成因子载体,二者协同负载去铁胺、VEGF等,助力骨缺损处血管化。还可通过调控免疫构建利于骨再生的微环境。这种协同治疗通过可控缓释动力学、骨微环境激活和免疫调控等多方面的优势为骨再生提供有效策略,理解其机制有助于优化方案、提升骨修复效果,为临床骨缺损治疗带来突破。在体外细胞实验中,多项研究表明,BMP⁃2修饰的水凝胶可显著促进成骨细胞增殖、分化和矿化。

Love等制备的BMP⁃2模拟肽修饰的可注射点击交联透明质酸水凝胶,可增加BMSCs中ALP表达,局部增加大鼠股骨小梁骨密度;Yang等的研究显示,含富含BMP⁃2外泌体的GM⁃90⁃CP05水凝胶,可提高BMSCs的骨生成、ALP的表达和矿化水平,能有效提高长时间保持BMP2相关外泌体的成骨活性;Ma等制备的PMZB支架,表现出缓慢持续的BMP⁃2释放,增强成骨细胞粘附、增殖及成骨分化,证实了BMP⁃2修饰的支架材料对成骨细胞的积极作用; Xu等的微粒⁃水凝胶系统, 可促进BMSCs中成骨相关蛋白表达;Schoonraad等发现BMP⁃2修饰的壳聚糖水凝胶可上调成骨相关基因表达。这些实验结果初步证明BMP⁃2修饰水凝胶在骨组织工程中应用前景良好,有望利用其特性促进成骨细胞功能、增强骨再生能力,为骨质疏松性骨缺损修复的新型材料和治疗方法开发提供实验与理论支持。

出自《水凝胶负载ＢＭＰ⁃２治疗骨质疏松症骨缺损研究进展》作者张朝洋，蒋涛。