临界骨缺损修复一直是临床难题，传统疗法难以重建骨骼的神经功能。一项突破性研究通过3D打印技术，设计出一种仿生水凝胶支架。它创新性地将神经调节与骨代谢耦合，不仅促进骨组织生长，更能引导神经再生，有望实现骨缺损的功能性重建，为骨组织工程开辟了新路径。
智能速览
支架采用仿生骨膜层与仿生骨层的双层结构设计。
通过导电MXene和微沟槽协同引导神经定向再生。
利用双靶向肽高效招募干细胞和内皮祖细胞。
体外实验证实了神经-骨代谢耦合对成骨分化的促进作用。
动物模型中实现骨缺损97.05%的体积修复率，成功重建骨单位。
精华内容
这款名为GGMN-GSE的支架，其核心在于模仿天然骨单位的再生微环境。通过精密的结构设计与多重功能协同，它如何一步步解锁神经与骨骼的对话，最终实现从结构到功能的完美修复？
仿生双层设计
该支架由GGMN仿生骨膜层和GSE仿生骨层构成。骨膜层以甲基丙烯酰化明胶为基底，嵌入导电MXene纳米片模拟电生理环境，并利用25μm宽的微沟槽引导神经生长，同时负载神经生长因子（NGF）。骨层则通过3D打印制备多孔结构，并修饰双靶向SVVYGLR-E7肽（SE肽），用于高效招募骨髓间充质干细胞和内皮祖细胞，为成骨与血管新生奠定基础。
激活神经再生
体外实验证实，支架能显著促进背根神经节（DRG）细胞的迁移、粘附与连接。MXene通过放大局部电流，加速钙离子跨膜流动，激活MAPK、PI3K-Akt等神经信号通路。表面的微拓扑结构则能促进神经元再髓鞘化。二者协同作用，结合缓释的NGF，共同构建了一个高效的神经再生诱导体系。
协同修复网络
支架展现了强大的协同效应。当与神经细胞共培养时，骨髓间充质干细胞的成骨分化能力显著增强，其ALP活性、钙沉积及成骨基因表达均达到最高水平。同时，SE肽修饰的支架能高效招募内皮祖细胞，大幅提升CD31和VEGF等血管生成相关蛋白的表达，促进“H”形功能血管的形成，为骨再生提供营养支持。
高效修复验证
在大鼠颅骨5mm临界缺损模型中，该支架表现出卓越的修复效果。术后12周，骨体积/组织体积（BV/TV）高达97.05%，远优于对照组。显微CT与组织学染色显示，新生骨组织成熟度高，骨小梁结构优良。更重要的是，免疫荧光证实修复区域内实现了神经纤维、功能血管与新生骨组织的三维共定位，成功复刻了天然骨单位的核心结构与功能。
该研究将‘神经-骨代谢耦合’理念成功转化为实践，通过结构仿生与多模态调控，为临界骨缺损治疗提供了高效新方案。随着3D打印技术的个性化发展，这种精准修复的思路，或将引领未来骨组织工程迈向功能重建的新纪元。
