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山东第一医科大学研发智能水凝胶,“四管齐下”精准攻克 感染性骨缺损
发布时间:2025-12-12 文章来源:瑞迪生物 阅读次数:93次

高脂血症患者遭遇感染性骨缺损(IBD),传统治疗束手无策?山东第一医科大学团队在《Chemical Engineering Journal》发表突破性研究:开发出一种可注射多功能水凝胶,集抗菌、抗氧化、免疫调节、抑制脂肪化四重功效于一体,为难治性骨缺损带来新希望。

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894725113818

1.临床痛点:当感染遇上高血脂,骨缺损修复成"老大难"
感染性骨缺损(IBD)本就是骨科和口腔颌面外科的"硬骨头"——细菌生物膜顽固耐药,局部炎症经久不愈,骨再生严重滞后。更棘手的是,越来越多患者合并高脂血(hyperlipidemia):免疫力打折,干细胞"长歪",活性氧(ROS)爆表,骨髓间充质干细胞(BMSCs)不往成骨方向分化,反而大量变成脂肪细胞,炎症-氧化应激-脂质代谢紊乱三重打击,传统"清创+抗生素"方案效果大打折扣。

2.创新策略:一个水凝胶的"四重修炼"
面对这种复杂的微环境,研究团队提出"协同重塑微环境"的新思路,设计了一种智能纳米复合水凝胶——SMAL:
壳聚糖-醛基化淀粉水凝胶基质可注射、自愈合、pH响应性降解
中空介孔MnO₂纳米球像"ROS清道夫",高效清除过氧化氢和超氧阴离子
银离子+洛伐他汀银离子灭菌,他汀药物同时降脂、抗炎、促骨生成
④利用感染部位微酸性环境(pH~5.5)触发水凝胶降解,实现靶向智能释药,避免全身副作用。

SMAL水凝胶系统在感染性骨缺损中调节骨代谢微环境的示意图

03.硬核数据:实验室里的"高光时刻"
实验室验证对对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑菌率超过99%,扫描电镜下可见细菌细胞膜破裂、内容物泄漏。更厉害的是,它能有效破坏细菌生物膜——这可是90%慢性感染的罪魁祸首。在H₂O₂模拟的高氧化应激环境中,SMAL组细胞内ROS水平下降近70%,线粒体功能恢复正常。DPPH自由基清除实验显示其抗氧化能力呈剂量依赖性增强。同时巨噬细胞"改邪归正",ELISA检测发现:促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6显著下降,抗炎因子IL-10明显升高,巨噬细胞从M1型向M2型极化在高脂环境下,SMAL组ALP活性提升3倍,矿化结节密密麻麻(茜素红染色),而对照组油红O染色满屏脂肪滴。

研究团队又建立了高脂血症+MRSA感染+颅骨缺损三联模型,植入SMAL水凝胶8周后Micro-CT结果震撼:骨体积分数(BV/TV)是对照组的3.2倍,骨密度(BMD)提升近2倍,缺损区几乎被新生骨完全填充,与周围正常骨无缝衔接。组织学染色显示:胶原纤维有序排列,成骨标志物BMP-2高表达,而脂肪标志物PPARγ几乎消失。更惊喜的是,大鼠血脂水平和全身炎症指标也下降了,实现了"局部治疗,全身受益"

ELISA assays were performed to measure the levels of TNF-α (M1), IL-1β(M1), IL-6(M1), IL-10 (M2) in the supernatants from different treatment groups

04.临床意义:不只是骨缺损
这项研究首次将降脂药物整合入骨修复材料,首创针对代谢异常患者的IBD疗法,实现局部-全身联合治疗策略。未来在颌骨骨髓炎、糖尿病足合并感染、肥胖患者骨折不愈合等难题上或可受益。

05.科研启示:好工具成就好研究
本研究中ELISA测定使用的试剂盒均来自于瑞迪生物,这些数据的准确性直接支撑了"免疫调节"这一核心亮点。瑞迪生物Elisa试剂盒优势:
✔️高特异性:低交叉反应,适合复杂生物样本
✔️宽线性范围:覆盖pg/mL到ng/mL浓度
✔️
批间稳定性:多中心研究数据可重复

如果您正在开展炎症、免疫、代谢相关研究,不妨试试这款被顶刊研究验证过的ELISA试剂盒,让您的数据更有说服力!

名称

货号

灵敏度

检测范围

小鼠肿瘤坏死因子α(TNF-α)酶联免疫吸附测定试剂盒

RE1060M

0.27 pg/mL

0.94-60pg/mL

小鼠白介素1β(IL-1β)酶联免疫吸附测定试剂盒

RE1074M

2.35 pg/mL

3.91-250pg/mL

小鼠白介素6(IL-6)酶联免疫吸附测定试剂盒

RE3186M

0.2 pg/mL

1.56-100pg/mL

小鼠白介素10(IL-10)酶联免疫吸附测定试剂盒

RE3187M

9.38 pg/mL

15.63-1000pg/mL