代谢小分子水凝胶通过骨免疫重塑促进糖尿病性骨再生

这篇研究创新性地开发了α-酮戊二酸（αKG）和D-甘露糖（D-Man）功能化水凝胶（GelhMSS），通过纳米载体高效递送αKG调控骨代谢（BMSCs成骨分化）和免疫微环境（巨噬细胞M2极化），同时利用甘露糖-CD206结合触发PI3K/Akt通路，协同激活TGF-β1-pSmad信号，显著改善糖尿病颌骨缺损修复。

　　

亮点

糖尿病颌骨缺损修复因慢性炎症和代谢紊乱面临严峻挑战。代谢小分子αKG和D-甘露糖分别展现骨稳态调节和抗炎潜力，但口服给药生物利用度低。本研究开发的GelhMSS水凝胶通过尖刺状介孔二氧化硅纳米粒（αKG@SSiO₂）高效递送αKG，显著挽救高糖环境下BMSCs的成骨分化；同时水凝胶网络共轭的甘露糖通过结合巨噬细胞表面CD206受体，重编程免疫微环境。

结论

糖尿病条件下，GelhMSS水凝胶通过协同调控BMSCs代谢（激活TGF-β1-pSmad通路）和巨噬细胞极化（上调IGF-1/FAM20C），实现骨免疫微环境重塑与骨再生促进。

丙烯酸酯-叠氮超支化聚甘油醇（acrylate-hPG-N₃）的合成

将hPG（10.0 g, 135 mmol羟基）溶于吡啶（50 mL）冰浴冷却，在氩气保护下滴加对甲苯磺酰氯（16.2 mmol）的吡啶溶液。反应16小时后透析纯化，获得蜂蜜状产物。

作者贡献声明

李群：实验设计/论文撰写；徐可：方法验证；余雷晓：基金支持/专利布局（专利号202411822161.9和202510435099.6 pending）。

利益冲突声明

作者声明存在专利申请竞争关系，基金支持来自国家自然科学基金（82371014）和四川省科技计划（2023NSFSC0571）。