表 1.
Core regulatory strategies, representative platforms, and characteristics of functional biomaterials in diabetic bone defect repair
糖尿病骨缺损修复中功能材料的核心调控策略、代表性平台及其特点
| 类别 Category |
代表性平台 Representative platforms |
主要优势 Advantages |
主要局限 Limitations |
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| 核心调控策略 | ||||||
| 免疫调控型材料 | IL-10自组装肽水凝胶[19];利格列汀功能性动态水凝胶[20];代谢重编程水凝胶[21];仿生骨膜[22] | 重塑骨免疫微环境,为后续血管化和成骨创造条件 | 以炎症重置为主,常仍需与促血管或促成骨策略联合;临床证据有限 | |||
| 促血管-促成骨耦合材料 | 褪黑素纳米复合支架[23];生物活性玻璃纳米复合支架[24] | 同步促进血管生成与骨形成,恢复供血-成骨协同 | 对血管质量、成熟度及长期功能恢复的评价仍不足 | |||
| 葡萄糖响应型材料 | PBA-PVA交联/明胶纳米颗粒递送系统[25];葡萄糖敏感支架[26] | 以高糖或血糖波动为触发信号,实现按需释放,提高局部干预特异性 | 难以覆盖ROS升高、炎症迁延等其他异常 | |||
| ROS响应型材料 | ROS清除型响应水凝胶[27] | 在高ROS条件下响应降解或释放,减轻氧化损伤,改善细胞迁移与成骨分化 | 覆盖面较窄,对其他病理环节干预有限 | |||
| 双响应/多响应材料 | 逻辑型多刺激水凝胶[28];酶联多功能水 凝胶[29];葡萄糖/ROS双响应纳米酶水凝 胶[30];双金属纳米酶微球[31] |
可同时识别并处理高糖、ROS和炎症等多种异常,兼顾早期控炎与后期促成骨 | 体系复杂,参数优化、放大制备和质量控制难度较高 | |||
| 代表性材料平台 | ||||||
| 水凝胶体系 | GelMA发泡水凝胶[35];多功能DNA水凝胶[34];可注射响应性水凝胶[33] | 适于不规则缺损填充与局部递送,易整合刺激响应模块 | 力学强度和长期结构稳定性有限,不宜单独用于承重或临界大小骨缺损,常需与增强组分联合使用 | |||
| 生物活性无机/复合材料 | 生物活性玻璃纳米复合支架[24];镁基/含镁复合体系[36-37];Cu-MOF修饰3D打印支架[39] | 提供力学补充及离子/催化功能,兼顾骨传导、促血管和微环境调控 | 无机相增加后可能带来脆性上升、界面相容性变差或离子释放过快等问题 | |||
| 多功能联合递送体系 | 纳米酶-水凝胶复合体系[29, 31];级联多纳米酶水凝胶[40];注射型多功能纳米复合 水凝胶[41-42] |
在同一平台内整合抗炎、促血管和促成骨等作用,增强局部协同效应 | 体系复杂,对制备一致性、稳定性和转化可行性要求高 |