pH响应性材料在骨修复与药物递送中的协同应用2025-07-31 08:29:32
pH响应性材料在药物递送中也发挥着重要作用。聚合物、胶束或脂质体等通过特定化学功能，响应pH值变化，通过产生线性、支化结构或聚合、去聚合作用，广泛应用于药物递送。因此，pH响应性材料将可调节的形貌及功能化的特点与递送、释放具有成骨功能的生物活性分子的功能相结合，为4D生物打印提供了新的可能。通过合理设计材料体系及结构，可通过多刺激响应的协同作用，实现骨缺损修复的精准动态调控。Li等构建了光-磁双响应的复合支架，通过NIR照射，使得复合支架能够实现形状记忆恢复，并施加静态磁场，使得支架与骨缺损边界更加匹配，并通过体外实验证明该复合支架显著提高了成骨细胞的成骨及矿化能力。此外，Xiu等构建了一种具有pH响应及光响应的复合水凝胶。在酸性条件下，该复合材料表现出较强的氧化酶和过氧化物酶活性，抑制细菌的增长；在中性条件下，其过氧化氢酶活性增强，有助于减轻局部炎症反应。此外，该材料在NIR照射下具有良好的光热效应，有利于促进成骨和血管生成。但是，在进行多响应性材料设计时，也要注意不同刺激之间的相互影响。例如酶响应性材料可能会在UV及NIR的照射下失去响应能力以及高湿度环境下可能会延缓温度响应材料的形变速度等。
因此，多刺激响应材料在骨缺损修复中展现出巨大潜力，但需平衡不同刺激间的相互影响，才能精准调控骨组织缺损的修复。近年来，4D打印技术的发展为植入式支架促骨再生提供了新的可能性。利用该技术制作的支架能适应不同形状的骨缺损以及复杂的生理环境，更精确地模拟了天然骨组织的动态变化。骨骼系统中的血管网络系统对骨骼的形成及修复具有重要作用，能够调节骨细胞的代谢活动及增殖、分化状态。因此，构建血管系统对于骨组织再生具有重要意义。
出自《4D打印技术在骨组织工程中的研究进展》 作者:王培煜，石雅茹，孙一帆。
