文章名称：Anthill-Inspired bionic bone cement enhances bone regeneration by guiding angiogenesis and regulating BMSCs metabolism with anti-ROS capacity
中文名称：蚁巢结构的仿生骨水泥，通过引导血管生成、调控BMSC代谢并具备抗氧化能力，从而增进骨再生
杂志名：Chemical Engineering Journa
期刊影响因子：13.4
第一作者：Chen Qian
通讯作者：Huilin Yang
宣布日期：2025.03.11
DOI：10.1016/j.cej.2025.161512
研究内容
该研究设计了一种受蚁巢结构启发的仿生骨水泥质料，具备良好的孔隙结构，可模拟天然骨组织微情况，拥有奇特的多孔仿生设计和优异的抗氧化性能。
这个结构不但通过引导新生血管生成（angiogenesis），还能调理骨髓间充质干细胞（BMSCs）的代谢状态，同时具备清除活性氧（ROS）的能力，从而有效增进骨组织再生与修复。
展示了其在骨缺损修复领域的辽阔应用前景，为骨修复质料的立异设计提供了重要参考。
研究配景
古板的骨水泥（如聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）在临床上广泛应用于骨缺损修复，但其缺乏生物活性，难以增进新骨生成。
为了提高骨再生效果，研究者们开发了具有生物活性的骨水泥，如含有钙磷、镁等离子，这些质料能够增进骨和血管生成。然而，现有的生物活性骨水泥仍面临结构简单、抗氧化能力差、对骨髓间充质干细胞（BMSCs）代谢调控缺乏等问题。
因此，开发一种具有仿生结构、抗氧化能力强、能有效引导BMSCs代谢并增进血管生成的新型骨水泥，成为目今研究的热点。
实验要领与历程
选择性抗菌：S12脂质对Fn具有选择性抑制作用，对其他有益菌影响较弱。
益生菌� ；ぃ喊亩∷崴缶谖赋Φ来渲谢竦糜行П ；�，确保其活性和定植能力。
非抗生素战略：该要领提供了一种无需使用古板抗生素的治疗途径，降低抗生素耐药性的危害。
研究者设计了一种仿蚁巢结构的生物骨水泥，具体办法如下：
质料制备：接纳聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）纳米纤维和镁磷酸盐（MgP）复合，制备出具有仿蚁巢结构的骨水泥。
结构表征：通过扫描电子显微镜（SEM）视察其微观结构，确认其具有类蚁巢的孔隙结构。
力学性能测试：测试其压缩强度、弹性模量等力学性能，评估其在骨修复中的适用性。
生物相容性评价：通过细胞培养实验，评估其对BMSCs的细胞毒性、增殖和剖析能力。
抗氧化能力测试：接纳DPPH自由基清除实验，评估其抗氧化能力。
动物实验：在大鼠骨缺损模型中，评估其增进骨再生和血管生成的效果。
A) 蚁巢结构的仿生骨水泥的合成历程 ；
B) 新型骨水泥在新西兰兔的骨质疏松性骨缺损中，增进了类似蚁巢的骨组织生长 ；
C）与PMMA骨水泥相比，新型骨水泥(PMDM)增进骨形成的机制：PMDM通过信号通路减缓骨髓间充质干细胞衰老，最终调控BMSCs的成骨剖析，并通过信号通路增进血管生成。
结论与讨论
1.结构特性：所制备的骨水泥具有类蚁巢的孔隙结构，有利于细胞的浸润和血管的形成。
2.力学性能：其压缩强度和弹性模量与人体骨组织相近，适适用于骨缺损修复。
3.生物相容性：对BMSCs具有良好的增殖和剖析增进作用，未见明显细胞毒性。
4.抗氧化能力：具有较强的抗氧化能力，能够减少氧化应激对BMSCs的损伤。
5.动物实验：在大鼠骨缺损模型中，体现出良好的骨再生和血管生成能力，优于古板骨水泥。
综上所述，该蚁巢结构的生物骨水泥，在增进骨再生方面体现优异，具有辽阔的临床应用前景。
基质胶在该研究中的应用
NEST基质胶的优势
