骨缺损后迅速产生高浓度的活性氧，导致骨髓间充质干细胞活性下降甚至死亡，而生物材料支架植入后的排斥反应则加剧了这一现象；此外，持续升高的活性氧浓度会破坏骨修复过程中的氧化还原平衡，抑制骨髓间充质干细胞的募集和成骨分化，延迟骨缺损的愈合。因此，开发一种在早期快速清除活性氧，还能长期提高干细胞的抗氧化应激能力的多功能骨组织修复材料，对骨缺损愈合至关重要。
 

制备了一种具有硒蛋白介导抗氧化作用的创新型超声可调节水凝胶，该水凝胶平台封装富氧硒薄壳硅在甲基丙烯酸酯明胶中，超声用于调节水凝胶的孔径以释放含硒纳米颗粒，并促进细胞内高效选择蛋白的原位合成和过氧化氢消耗，研究表明，甲基丙烯酸酯明胶在超声控制下迅速释放硒半胱氨酸以清除活性氧，并维持骨髓间充质干细胞的稳态；在大鼠模型中，甲基丙烯酸酯明胶增强了骨髓间充质干细胞体外和在活体内的抗氧化能力，改善了缺氧环境，促进了成骨分化。硒蛋白通过激活Wnt/β-catenin通路促进了骨髓间充质干细胞的分化。
 

制备了以槲皮素、硒纳米颗粒组成的水凝胶，该水凝胶可改善成骨细胞中槲皮素-硒纳米颗粒的摄取和分布，增加成骨活性，提高早期和晚期成骨细胞分化标志物表达，还能降低成骨细胞核因子κB受体活化因子配体/骨保护素比值，抑制破骨细胞形成；在机制上，槲皮素-硒纳米颗粒激活关键信号通路WNT和骨形态发生蛋白，并利用miR-206/缝隙连接蛋白43通路促进成骨；小鼠钻孔骨缺损模实验表明，该水凝胶介导的局部递送槲皮素-硒纳米颗粒可显著加速骨愈合，恢复骨重塑。磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信号通路可促进成骨细胞成骨，加速骨修复。
 

出自《硒对人体骨健康影响及在骨材料中的应用》作者叶高祺，龚玉康，陈德金。