科技日报记者 颉满斌 通讯员 余若怡
记者4月15日从兰州大学获悉，该校口腔医学院教授范增杰团队在缺损软骨原位再生修复领域取得重要进展，成功开发出一种植入式磁电仿生软骨水凝胶，该材料能够在3个月内实现缺损软骨的原位再生，在软骨组织工程领域具有广阔应用前景。相关研究成果发表在国际期刊《先进材料》上。
关节软骨因缺乏血管和细胞密度低等特性，自我修复能力极弱。传统的临床干预手段不仅修复效果不理想，且可能引发严重的并发症。在软骨修复领域，水凝胶材料展现出巨大潜力，但其组织再生促进通常依赖于外源性生长因子或干细胞，安全风险和复杂性程度较高。
因此，开发能够提供原位电磁刺激的仿生软骨水凝胶成为缺损软骨原位再生研究的重要方向。“然而，软骨组织因其结构复杂、成分多样及功能重要，具有独特的理化环境和内源性电磁效应，这使得仿生软骨水凝胶的制备面临巨大挑战。”范增杰介绍。
研究团队通过独特的三相溶剂体系，成功开发新型植入式磁电仿生软骨水凝胶。该材料基于磁电耦合循环转化效应，能够通过轻柔的关节运动激活其压电反应，进而触发磁电耦合循环转化效应，释放出一种自由激发且循环强化的电磁刺激。这种集成电磁耦合的方式可以模拟和放大内源性电磁效应，显著提升软骨修复的效果。
此外，团队通过兔膝关节缺损模型验证了植入式磁电仿生软骨水凝胶的软骨修复疗效以及可靠生物相容性。在此基础上，团队进一步通过系列体内外实验验证了该水凝胶的磁电耦合循环转化效应的可行性与优越性，并揭示其具体的作用机制。
“该研究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创新性治疗途径，也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带来新启发。”范增杰表示。
