上海專家研發(fā)新型骨引導(dǎo)膜創(chuàng)新解決糖尿病骨折難題

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2025-05-26 09:53:49 上觀

糖尿病患者骨折不易愈合的問題引起了海軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院創(chuàng)傷骨科許碩貴教授團隊的關(guān)注。他們開發(fā)出一種基于“力-電-藥物耦合”的骨引導(dǎo)膜，為糖尿病患者的骨折修復(fù)提供了新的解決方案。這項研究的相關(guān)論文已在國際期刊《先進材料》上發(fā)表。

糖尿病患者的高血糖水平會促進慢性炎癥并抑制血管生成，導(dǎo)致骨折不愈合或延遲愈合。高糖環(huán)境還會引發(fā)骨質(zhì)異常，降低內(nèi)固定穩(wěn)定性，增加骨折斷端的微動幅度，進一步惡化局部炎癥反應(yīng)。

目前，臨床干預(yù)策略主要集中在通過調(diào)控患者的血糖來抑制慢性炎癥。然而，傳統(tǒng)的被動式藥物遞送系統(tǒng)缺乏對微動環(huán)境的動態(tài)響應(yīng)能力，無法實現(xiàn)精準的藥物控制，影響治療效果。許碩貴指出，現(xiàn)有研究普遍忽視了過度微動引發(fā)的繼發(fā)性炎癥對骨愈合的疊加抑制效應(yīng)。因此，開發(fā)解決局部高血糖和微動過度性炎癥的治療策略對于促進糖尿病患者有效的骨折修復(fù)至關(guān)重要。

電刺激技術(shù)在骨修復(fù)領(lǐng)域展現(xiàn)出重要價值，但傳統(tǒng)設(shè)備依賴外部電源，操作復(fù)雜且生物相容性差。新型力-電耦合材料為實現(xiàn)局部精準電刺激提供了新思路，但其在糖尿病骨折修復(fù)中仍無應(yīng)用?，F(xiàn)有系統(tǒng)普遍采用剛性金屬電極，存在長期毒性隱患，機械性能與骨組織不匹配，嚴重影響治療效果。

許碩貴研究團隊通過靜電紡絲和氧化聚合成功構(gòu)建了具有力學響應(yīng)的“力-電-藥物耦合”系統(tǒng)。該體系以聚偏二氟乙烯纖維膜為基底，將二甲雙胍加載到聚吡咯涂層中。斷端微動產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化為電信號，激活聚吡咯的電化學還原，從而觸發(fā)二甲雙胍的應(yīng)力響應(yīng)和藥物釋放。

這一系統(tǒng)首次將不利于骨愈合的骨折斷端過度微動逆轉(zhuǎn)為促愈合的“電微環(huán)境”，使力-電轉(zhuǎn)換不依賴外部動力，由骨折斷端自然形成的微動源源不斷產(chǎn)生。產(chǎn)生的電信號通過調(diào)控巨噬細胞極化抑制炎癥并促進成骨；二甲雙胍則通過雙重通路協(xié)同增強抗炎、成骨和血管生成效應(yīng)。

相較于傳統(tǒng)電刺激技術(shù)，該系統(tǒng)具有無外接電源、生物相容性優(yōu)異、動態(tài)響應(yīng)微動環(huán)境等核心優(yōu)勢。研究成果凸顯了整合生物力學刺激、電信號傳導(dǎo)和靶向給藥在復(fù)雜病理環(huán)境下組織修復(fù)中的作用，為發(fā)展個性化骨修復(fù)療法奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)，具有很好的轉(zhuǎn)化應(yīng)用價值。

(責任編輯：zx0176)

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