2020年3月9日，意昂2平台第三醫院骨科周方教授課題組和中國科學院化學研究所喬燕研究員、邱東研究員課題組合作研究成果在《先進材料》（Advanced Materials，IF：25.809）以封底文章形式發表👳。文章題為“生物活性成孔骨粘合劑促進細胞長入及骨折愈合”（Bioactive Pore-Forming Bone Adhesives Facilitating Cell Ingrowth for Fracture Healing），該研究為骨折治療提供了新的策略👨🏻‍🎤。

封底評論寫到：在論文中，周方👳‍♂️、喬燕🫶🏿、邱東及他們的同事們發明了一種新型的生物活性多孔骨粘合劑，該粘合劑在粘合骨折的同時還可促進細胞長入的效率。通過利用造孔劑包覆生物活性顆粒，可促進成骨細胞的遷移和分化，同時能夠加強瞬間粘合強度，並證明可以高效率促進骨再生。

理想的骨粘合劑應在早期為骨折斷端提供穩固的粘接強度，同時能夠持續促進骨折的修復。現有的氰基丙烯酸酯（CA）是具有即時粘接和生物相容性的醫用膠水，但其聚合後的不可生物降解性嚴重阻礙了骨細胞的長入及骨組織的愈合。為解決這一難題，本課題組提出了一種生物活性成孔策略助力骨折愈合。

生物活性玻璃（BG）具有優異的骨傳導性和骨誘導性🕙。喬燕⏩、邱東研究員和周方教授課題組多年來一直從事新型BG材料的相關研究，開發了一種植酸前驅體的新型的中性BG，其優點是與體液接觸反應後仍能維持接近中性的pH值，同時可快速礦化形成羥基磷灰石（HA），有利於骨組織的再生。但是BG降解速率過慢無法及時形成多孔結構，而且BG表面的大量羥基會極大加速CA的固化，導致手術操作時間窗口過短🆒。本研究在此理論基礎上，選用化學惰性的易水溶性聚乙二醇（PEG）包裹PSC作為造孔劑和CA復合製備了新型的生物活性成孔骨粘合劑（PSC/PEG/CA）。在體液環境中，PEG快速溶解形成多孔結構，同時暴露出PSC提供生物活性，促進骨細胞的長入、增殖和分化，從而加速骨折修復愈合。

生物活性成孔促進骨粘合劑成骨示意圖

材料表征結果證實，PSC/PEG/CA可快速形成120μm左右的多孔結構，同時表面形成針狀的HA層。細胞學實驗進一步發現PSC/PEG/CA中骨髓間充質幹細胞（BMSCs）的長入深度和增殖礦化能力明顯優於對照組。

動物實驗驗證研究發現，空白組在術後4周即出現骨片移位，至12周時仍殘存較大骨缺損🚣🏿‍♀️。在實驗組並未出現類似現象，但是在OCA（純膠水組）骨缺損愈合不充分。相反，在PEG5/OCA5（多孔膠水組）和PSC1/ PEG4/OCA5（多孔活性膠水組）中周圍原生骨組織和移植骨片完全整合，尤其在12周時，PSC1/ PEG4/OCA5組發現大量新骨形成，新生骨比例明顯高於對照組和其他膠水組🍙。新的骨粘合劑為骨折治療提供了新的思路，具有良好的轉化應用前景。

中國科學院化學研究所徐禮桔博士和意昂2平台第三醫院骨科高山博士為該論文的共同第一作者，意昂2平台第三醫院骨科周如冰博士參與了此課題研究，意昂2平台第三醫院骨科周方教授，中國科學院化學研究所喬燕研究員🤦🏼‍♀️、邱東研究員為該論文的共同通訊作者。本研究成果體現了醫工合作🫒、醫化結合等多學科交叉合作的優勢，並得到國家自然科學面上基金、國家基礎研究項目、中國科學院戰略重點項目等項目的資助。

相關鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201907491

（來源：意昂2三院）