《AFM》：多巴胺整合的有机/无机纳米界面调控免疫微环境促进骨再生

无细胞/生长因子的高活性支架诱导的骨再生依赖于复杂的材料-宿主间相互作用，包括初始的免疫调控与修复型细胞募集以及分化。合理的早期炎症反应有利于免疫细胞迁移至受损区域改造免疫微环境。

巨噬细胞作为一种快速募集和长效起作用的免疫细胞，可以根据创伤局部微环境来改变其M1（促炎）和M2（抗炎）细胞表型，从而影响随后的组织再生过程。其中，支架材料的组成、结构以及多相之间的相互作用等因素在免疫调控、分化以及组织再生等过程扮演着关键性的角色。这一过程依赖于仿生天然骨的层级结构与纳米拓扑形貌，他们为细胞的募集和分化提供合适的微环境。

通过模拟天然骨组织有机/无机高度杂化的纤维结构，利用多巴胺修饰的透明质酸（HA-DA）作为一种大分子交联剂，增强I型胶原与透明质酸亲水化改性的纳米羟基磷灰石之间的纳米界面整合。所制备的纤维交织的有机/无机杂化支架力学强度得到了显著提升，并且具有类似于天然颅骨组织的纳米级孔隙结构和纤维形貌。基于转录组学以及蛋白组学技术，有效揭示该类支架在颅骨修复早期阶段调控巨噬细胞M2极化并促进内源性干细胞募集，进而促进血管化的额骨再生生物学机制。

3个月兔子颅骨临界尺寸（Φ = 10 mm）缺损修复实验显示，该支架基本实现颅骨缺损区域的全覆盖，且其再生骨组织的推出力学强度达到了天然颅骨组织的79%。该类多酚介导的纳米界面整合策略为杂化交织的骨再生修复材料的设计与发展提供了新的启迪。研究工作受到国家自然科学基金项目（32271419；32071352) 、国家重点研发项目（2018YFC1106800）和四川省重点研发项目 (2020YFS0462)支持。

图1. 多巴胺整合的纳米界面调控巨噬细胞M2极化并募集内源性干细胞促进颅骨再生。

图2. 纤维结构支架的制备与表征。

图3. 支架在体内外的免疫响应。

图4. 颅骨缺损早期，支架通过免疫调节作用引导干细胞募集以及分化。

图5. 纤维结构支架促进干细胞迁移、粘附、增殖以及分化的转录组学分析。

图6. 4周以及12周兔子颅骨临界尺寸（Φ = 10 mm）缺损修复实验。

封面来源：图虫创意