近日，骨组织工程与再生医学课题组在糖尿病颅骨缺损再生研究领域取得重要突破，设计出一种具有“时序信号放大”功能的流体仿生水凝胶——GeISSO/PDA@SDF，通过时空有序地调控免疫调节、细胞归巢、血管生成与成骨分化，成功实现了糖尿病条件下颅骨自主再生。该研究成果以“Reinstating Niche Failure in Diabetic Cranial Defects via Chronotaxic Signal-Amplifying Fluidic Biomimetic Hydrogel”为题，正式发表于国际顶级综合性期刊《Advanced Science》（中科院Top一区，IF: 14.1）。蚌埠医科大学为第一通讯单位。

糖尿病引起的慢性炎症与颅骨干细胞巢（SCN）功能衰竭，导致骨再生能力严重受损。现有骨修复材料多局限于被动成骨诱导或依赖外部物理场辅助，难以在深部颅骨缺损中实现精准、持续的再生信号调控。如何构建一种能够时序释放内源性信号、协同调控免疫-血管-成骨级联反应的智能材料，成为当前糖尿病骨再生领域的重大挑战。

该研究创新性地提出“时序信号放大”策略，构建了一种可原位注射光交联的流体仿生水凝胶GeISSO/PDA@SDF。该水凝胶整合了早期信号模块PDA@SDF纳米颗粒与晚期信号模块序列特异性寡核苷酸（SSO）接枝的GelMA，形成具有时空控制释放功能的双相信号放大器。在植入初期，PDA@SDF优先释放SDF-1α，通过SDF-1α/CXCR4轴招募内皮祖细胞与间充质干细胞，激活AKT通路促进血管生成，并驱动巨噬细胞向M2型极化，重塑免疫微环境；随着水凝胶逐渐降解，SSO持续释放，进一步通过MAPK/ERK通路激活转录水平成骨分化，形成转录活性成骨微环境，最终实现血管化骨再生。该研究不仅为糖尿病颅骨再生提供了一种新型材料策略，也为其他低再生能力组织（如心肌、神经、肌腱）的修复提供了可推广的“时序信号放大”设计思路。

时序信号放大水凝胶调控糖尿病颅骨再生机制示意图

生命科学学院毛颖基副教授为第一作者，一附院周平辉主任医师为通讯作者。芬兰埃博学术大学陈宇和张宏博教授分别为本文共同第一作者和通讯作者。该研究工作得到了安徽省自然科学基金项目、安徽省临床医学科研转化项目等项目支持。

（李正红/审 毛颖基/文、图）

原文链接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202516398