胶原涂层3D打印镁合金支架，具有可控的Mg2+释放功能，可有效修复大面积骨缺损

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Collagen-Coated 3D-Printed Magnesium Alloy Scaffold with Controlled Mg2+ Release for Enhanced Repair of Critical-Sized Bone Defects

针对临界大小骨缺损修复中现有骨 scaffold 的机械支撑不足和降解过快问题，本研究开发了一种胶原蛋白涂层 3D 打印镁合金 scaffold（COL/Mg）。通过电吸附技术实现涂层，有效控制 Mg2? 释放于“治疗窗口”，平衡机械强度与生物活性。体外实验证实 COL/Mg 显著提升细胞增殖、骨和血管再生潜力；体内研究验证其促进血管化骨再生并实现良好骨整合，优于未涂层 scaffold。该策略为镁合金 scaffold 临床应用提供了新方案。

　　

由于现有修复策略的局限性，临界大小的骨缺损在临床上带来了重大挑战。理想的骨支架应既能提供机械支撑，又能促进骨生成和血管生成。然而，可生物降解的镁（Mg）合金在控制快速降解方面存在困难，这会导致局部镁离子（Mg²⁺）浓度升高并引发过早的机械失效。为了解决这一问题，研究人员通过静电吸附方法制备了一种表面涂有胶原蛋白的3D打印镁合金支架（COL/Mg）。这种3D打印的镁支架能够提供与骨骼力学特性相匹配的初始结构支撑，而胶原蛋白涂层则起到物理屏障的作用，控制镁离子的释放。该策略成功地将局部镁离子浓度维持在最佳“治疗窗口”范围内，从而优化了生物活性并避免了毒性。体外实验结果表明，COL/Mg支架增强了耐腐蚀性、生物相容性以及细胞的增殖能力，并促进了血管生成和骨生成。转录组分析进一步揭示了其促进骨生成的机制。体内研究使用大鼠颅骨缺损模型验证表明，与未涂层的镁支架相比，COL/Mg支架显著促进了血管化的骨再生，并实现了良好的骨整合，且没有出现不良的全身性效应。总之，这种胶原蛋白涂层策略通过动态调节离子微环境，简单有效地发挥了镁合金在骨修复中的优势，为治疗临界大小的骨缺损提供了有前景的解决方案。