编辑推荐：
在骨缺损修复中，传统人工骨膜功能有限。研究人员开展 “工程化 M2 巨噬细胞来源外泌体负载的静电纺仿生骨膜促进骨再生” 研究，发现该仿生骨膜可促进细胞招募、免疫调节等，为骨再生治疗提供新思路。
在骨骼的修复过程中，骨膜起着至关重要的作用。骨膜是覆盖在骨表面的结缔组织膜，分为外层纤维层和内层生发层。外层赋予骨膜机械稳定性，内层含有间充质干细胞、成骨祖细胞等，在骨损伤修复时，这些细胞能促进新骨形成 。同时，骨膜还参与炎症调节、细胞招募、血管生成等多个环节。然而，临床中的骨缺损常常伴随着骨膜的缺失，传统的自体骨膜移植存在免疫排斥、供体短缺和手术复杂等问题，而目前口腔外科使用的人工骨膜缺乏免疫调节、血管生成和骨生成等关键功能，难以满足临床需求。
为了解决这些难题，国内研究人员开展了一项极具意义的研究。他们致力于开发一种新型的仿生骨膜，希望通过模拟天然骨膜的多功能特性，为骨再生提供更好的解决方案。研究人员经过不懈努力，成功制备了一种基于静电纺膜结合工程化外泌体（Exos）的仿生骨膜（PEC - Apt - NP - Exo）。相关研究成果发表在《Bioactive Materials》上，为骨再生领域带来了新的曙光。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是细胞培养与鉴定技术，他们从 6 周龄雄性 C57BL/6J 小鼠中提取骨髓来源细胞，诱导分化为 M2 巨噬细胞，并通过流式细胞术进行鉴定；同时培养小鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）用于后续实验。其次是外泌体的分离与修饰技术，从 M2 巨噬细胞培养液中提取外泌体，利用特定的核酸适配体（Apt）和纳米颗粒（NP）对其进行修饰，构建工程化外泌体。此外，还运用了静电纺丝技术制备仿生骨膜，将聚（ε - 己内酯）（PCL）作为核心，骨膜脱细胞细胞外基质（ECM）作为外壳，通过同轴静电纺丝得到 PEC 膜，并将工程化外泌体共价连接到 PEC 膜上。最后，通过体内外实验评估仿生骨膜的性能，包括 Transwell 趋化实验、免疫荧光染色、免疫组化、Micro - CT 分析等技术。
研究结果主要体现在以下几个方面：
- 工程化外泌体的构建与特性：通过共聚焦显微镜和流式细胞术证实 BMSC 特异性 Apt 能特异性结合 BMSCs。设计并成功组装 Apt - NPs，将其与 Exos 结合构建工程化 Exos（Apt - NP - Exos）。纳米流式细胞术等检测显示 Apt - NP - Exos 成功构建，且其大小、形态和标记蛋白表达与 Exos 相似。
- 对 BMSCs 的影响：共聚焦显微镜观察发现 Apt - NP - Exos 与 BMSCs 的亲和力更强。CCK - 8 实验表明 Apt - NP - Exos 能促进 BMSCs 增殖，且 100μg/mL 的 Apt - NP - Exos 效果显著。通过 ALP 染色、ARS 染色、WB 检测等实验发现，Apt - NP - Exos 能促进 BMSCs 的成骨分化，且不改变 Exos 原有的成骨特性。
- 仿生骨膜的特性：制备的 PEC 膜具有良好的机械性能，且通过 EDC/NHS 反应将 Apt - NP - Exos 成功负载到 PEC 膜上，负载效率较高。PEC - Apt - NP - Exo 膜能够有效负载并缓慢释放工程化 Exos，且释放的 Exos 结构稳定。
- 仿生骨膜对细胞行为的影响：CCK - 8 实验和活 / 死染色表明 PEC - Apt - NP - Exo 膜具有良好的细胞相容性，能促进 BMSCs 增殖。Transwell 实验和体内免疫荧光染色显示，PEC - Apt - NP - Exo 膜能有效招募 BMSCs，且效果优于其他组。
- 对免疫调节和血管生成的影响：体内免疫荧光染色发现 PEC - Apt - NP - Exo 能促进巨噬细胞向 M2 表型极化，营造有利于骨再生的免疫微环境。体外实验表明，PEC - Apt - NP - Exo 能促进 BMSCs 分泌血管内皮生长因子（VEGF），增强血管生成活性；体内免疫组化染色显示，该仿生骨膜能促进体内血管生成。
- 对骨再生的影响：Micro - CT 扫描和组织学分析表明，PEC - Apt - NP - Exo 膜能显著促进颅骨缺损模型中的新骨形成，其效果优于其他组。免疫组化染色和 Masson 染色显示，PEC - Apt - NP - Exo 能调节成骨细胞分化，促进骨基质形成和矿化。
- 作用机制：转录组测序和 WB 检测发现，PEC - Apt - NP - Exo 膜能激活 BMSCs 中的 Rap1/PI3K/AKT 信号通路，上调下游 VEGF 和 RUNX2 的表达，从而增强血管生成和骨生成。
研究结论和讨论部分指出，该研究成功制备的仿生骨膜 PEC - Apt - NP - Exo 具有多种功能，能模拟天然骨膜在骨再生过程中的重要作用，包括免疫调节、细胞招募、血管生成和骨生成等。通过激活 Rap1/PI3K/AKT 信号通路，促进 BMSCs 的迁移、成骨分化以及血管生成，最终加速骨缺损的修复。然而，研究也存在一些局限性，如胆固醇锚定分子的插入稳定性较低，导致工程化 Exo 的组装效率有待提高；Exo 存在不可避免的脱靶效应等。未来研究可通过采用更有效的化学策略修饰 Exo 表面，探索替代载体等方式加以改进。尽管如此，该研究为骨再生领域提供了新的方向和思路，有望推动多功能仿生骨膜在临床骨缺损修复中的应用，为广大患者带来新的希望 。
