植入式磁电仿生软骨水凝胶 能让缺损软骨原位再生

近日，兰州大学研究团队在缺损软骨原位再生修复领域取得新进展，开发了一种植入式磁电仿生软骨水凝胶。这种水凝胶在组成、结构和功能上能够仿生软骨组织，为软骨修复提供了适宜的理化环境和功能补偿。据悉，相关研究成果在软骨组织工程领域具有广阔的应用前景。

据介绍，该材料基于磁电耦合循环转化效应，通过响应轻柔的关节运动负荷，释放自由激发且循环强化的电磁刺激，模拟和放大内源性电磁效应，从而在 3 个月内实现缺损软骨的原位再生。

研究显示，关节软骨承担着润滑和力学缓冲的功能。然而，由于其无血管、细胞密度低以及基质更新频率慢等特性，其自我修复能力有限。传统的临床干预手段不仅难以达到理想的修复效果，还可能引发严重的并发症，因此亟需创新性的软骨修复策略。

近年来，软骨组织工程领域的研究进展表明，水凝胶材料在模拟有利于软骨修复的理化环境方面具有广阔的应用前景。尽管水凝胶材料展现出巨大潜力，但其在促进组织再生方面通常依赖于外源性生长因子或干细胞，这不仅带来了安全性和伦理方面的问题，还增加了系统的复杂性。

随着物理刺激疗法的不断发展和应用，研究者们开始探索利用物理刺激激活与软骨修复相关的分子信号通路，从而实现缺损软骨的原位再生。在此背景下，开发一种能够提供原位电磁刺激的仿生软骨水凝胶成为该领域研究的重要方向，兰州大学研究团队基于此开展实验研究。研究团队通过独特的三相溶剂体系，成功开发了一种创新型的植入式磁电仿生软骨水凝胶（VAFe）。这种磁电水凝胶构建出一种具有类似天然软骨组织的含水量、孔隙率、压电性能、磁电性能和机械强度的仿生软骨水凝胶，从而为缺损软骨的原位再生提供了理想的理化环境和功能支持。这一研究成果充分体现了 VAFe 水凝胶在诱导缺损软骨原位再生和治疗骨关节炎方面的巨大潜力。

本项研究不仅拓展了压电材料与磁电材料在软骨修复领域的应用范围，为加速缺损软骨的原位再生和促进透明软骨修复提供了一条创新性治疗途径，同时也为未来的临床转化奠定了坚实的基础。此外，这些发现还为相关领域学者在内源性电磁效应的利用以及仿生水凝胶的开发方面带来了新的研究启发和方向。

据悉，兰州大学研究团队在该领域深耕多年，基于智能制造技术实现了具有仿生软骨结构的第一代软骨，以及可定制化墨水能够原位再生的第二代软骨。

兰州日报社全媒体记者 马文艳