羟基磷灰石-槲皮素复合材料的生物相容性与抗氧化效应：促进伤口愈合与组织再生的协同机制

本研究针对传统生物材料在伤口愈合中易引发氧化应激和炎症反应的问题，开发了羟基磷灰石(HaP)与槲皮素(Q)的复合材料(QHaP)。通过体外成纤维细胞实验和鸡胚模型，发现QHaP10能显著降低活性氧(ROS)水平（降至对照组的59.2%），提升超氧化物歧化酶(SOD)活性（抑制率达138%），并加速伤口闭合（93.8%）。该材料兼具HaP的骨传导性和Q的抗氧化特性，为组织工程提供了新型抗氧化支架解决方案。

　　

在生物医学领域，如何平衡材料的生物相容性与功能活性一直是重大挑战。传统羟基磷灰石(HaP)虽具有优异的骨传导性，但其纳米颗粒(HaP NPs)可能诱发细胞氧化应激；而天然黄酮类化合物槲皮素(Q)虽有强大抗氧化能力，但高剂量时可能产生促氧化作用。这种矛盾促使Damian Bier团队思考：能否通过材料复合实现优势互补？

研究人员在《Scientific Reports》发表的这项工作中，创新性地将HaP与Q结合，通过体外成纤维细胞(HFFF2)实验和鸡胚(Gallus gallus)模型系统评估了复合材料的生物学效应。关键技术包括：动态光散射(DLS)分析材料粒径、透射电镜(TEM)表征形貌、XTT/中性红检测细胞活性、DPPH/TEAC评估抗氧化能力，以及划痕实验量化细胞迁移。鸡胚实验采用受精卵注射法，监测胚胎发育与器官氧化状态。

研究结果

物理化学分析

TEM显示QHaP复合物呈均匀纳米结构，Zeta电位表明10 ppm时稳定性最佳（PdI=0.153）。100 ppm时HaP出现聚集（粒径1700 nm），而Q始终保持<500 nm的分散性。

体外实验

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  抗氧化酶活性：QHaP₁₀₀使超氧化物歧化酶(SOD)活性提升至对照组的138%（p<0.001），而单独Q₁₀₀降低过氧化氢酶(CAT)活性63%。

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  细胞行为：划痕实验显示HaP₁₀组伤口闭合率达93.8%，QHaP₁₀达89.9%（p<0.05），但高浓度QHaP₁₀₀反而抑制迁移（76.1%）。

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  氧化应激：Q₁₀₀使细胞内ROS在40分钟内降低62.2%，而HaP单独处理时GSH-Px活性升高至33.35 U（p<0.001）。

鸡胚实验

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  器官发育：HaP₁₀显著降低胚胎肝脏重量（1.28% vs 对照2.04%），但心脏重量增加66%（p<0.001），提示器官特异性效应。

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  氧化平衡：QHaP₁₀₀使胚胎肝脏SOD活性提升38%，但DPPH清除能力降低23%（p<0.001），反映酶系统与非酶系统的补偿机制。

结论与意义

该研究首次揭示HaP与Q的协同作用机制：低浓度复合物(QHaP₁₀)既能通过HaP促进成纤维细胞迁移，又借助Q的自由基清除能力维持氧化平衡。鸡胚实验证实材料无胚胎毒性，为后续活体应用奠定基础。这一发现为设计兼具结构功能与生物活性的组织工程支架提供了新思路，尤其适用于慢性伤口或骨缺损修复领域。未来需进一步探索复合物在哺乳动物模型中的长期效应及分子通路调控机制。