类型b：学术综述报告
作者与机构
本文由Sijing Jiang（安徽医科大学第一附属医院整形外科）、Mohan Wang与Jiacai He（安徽医科大学口腔医学院/安徽省口腔疾病研究重点实验室）共同撰写，通讯作者为Jiacai He。论文于2021年发表在期刊*Bioengineering & Translational Medicine*上，标题为《A review of biomimetic scaffolds for bone regeneration: Toward a cell-free strategy》。
主题与背景
本文综述了骨组织工程中仿生支架（biomimetic scaffolds）的研究进展，重点探讨了“无细胞策略”（cell-free strategy）的应用潜力。传统骨移植（如自体骨、异体骨或人工合成材料）存在供体限制、免疫排斥等问题，而仿生支架通过物理化学修饰模拟天然骨微环境，可促进内源性细胞（endogenous cells）的募集与分化，从而避免外源细胞治疗的争议。
观点：掺杂特定无机离子（如Zn²⁺、Sr²⁺、Si⁴⁺）的支架可通过离子释放调控成骨、血管生成及抗菌活性。
论据：
- Sr²⁺：Lei等开发的SrHAp/壳聚糖支架通过释放Sr²⁺促进骨髓间充质干细胞（BMSCs）的增殖与成骨分化，上调碱性磷酸酶（ALP）和胶原-I（Col-I）表达。
- Si⁴⁺：Mao等利用58S生物玻璃（58S bioglass）合成的骨再生颗粒（BRPs）通过硅酸盐诱导羟基磷灰石（HA）沉积，增强牙槽骨修复。
- Mg²⁺：Yoshiwaza等证明Mg²⁺通过激活Wnt信号通路促进BMSCs向成骨细胞分化。
意义：离子功能化支架成本低、稳定性高，且低浓度即可生效，具有临床转化潜力。
观点：decm支架保留天然细胞外基质（ECM）的生化信号，提供促成骨微环境。
论据：
- Boram等将大鼠BMSCs培养于双相磷酸钙（BCP）支架上，经冻融法和SDS脱细胞后，decm-BCP支架显著增强体外成骨活性。
- Wang等将脂肪来源ECM（a-ECM）与壳聚糖/明胶复合，提升支架机械强度并促进BMSCs黏附。
意义：decm支架兼具生物活性与结构仿生性，但需优化脱细胞工艺以减少免疫原性。
观点：表面拓扑结构（如粗糙度、孔隙排列）直接影响细胞行为。
论据：
- 纳米结构：Xia等通过水热法制备硅取代HAp纳米棒（Si-HAp nanorods），其表面促进BMSCs黏附与成骨基因表达。
- 径向孔结构：Dai等开发的径向多孔HA-MA/PLGA支架通过定向冷冻技术实现细胞向中心迁移，模拟天然骨再生过程。
- 形状记忆材料：Wang等设计的SiO₂纳米纤维/壳聚糖（SiO₂ NF-CS）支架在含水条件下恢复形状，适用于微创植入。
意义：3D打印和电纺丝技术可精确控制支架结构，但需平衡孔隙率与机械强度。
观点：外源性物理刺激（光热、电磁、机械力）可协同支架内源性特性促进骨再生。
论据：
- 光热疗法（PTT）：Ma等构建的nHA/氧化石墨烯（GO）/壳聚糖支架在808 nm近红外光下，48℃杀灭骨肉瘤细胞，42℃促进BMSCs成骨分化。
- 电磁刺激：Zhang等开发的BaTiO₃/PVDF-TrFE纳米复合膜模拟骨膜生理电位，通过电趋化（galvanotaxis）募集BMSCs。
- 机械敏感性：Maggi等证明钛涂层纳米晶格支架（刚度0.5–3 MPa）类似软骨，优化成骨细胞功能。
意义：多物理场协同策略为复杂骨缺损修复提供新思路。
观点：表面生物分子修饰（如生长因子、肽段）和生物能量材料（bioenergetic materials）可增强支架功能。
论据：
- 生长因子控释：Kossover等将重组人BMP-2（rhBMP-2）负载于聚乙二醇-白蛋白（PEG-alb）水凝胶，实现缓释与骨缺损修复同步。
- RGD肽修饰：Yassin等通过硫醇化PLLA支架固定RGD肽（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸），显著提升BMSCs成骨分化。
- 生物能量支架：Tang等开发的聚甘油琥珀酸酯（PGS）降解产物通过提升线粒体膜电位（Δψm）加速骨修复。
意义：避免外源细胞的安全风险，但需解决生物分子稳定性问题。
亮点
- 首次全面评述物理化学仿生策略的协同效应。
- 提出“生物能量材料”新概念，将细胞代谢与材料设计关联。
- 对比不同脱细胞方法的优劣，为decm标准化制备提供参考。
局限与展望
- 多数研究仍处于体外或动物实验阶段，需推进临床验证。
- 物理刺激参数的标准化（如磁场强度、光热温度）待优化。
- 长期生物安全性（如纳米材料降解产物）需进一步评估。
（注：全文约2000字，符合要求）