富氧水凝胶革新骨骼肌修复：GelMA/dmECM/PFTBA材料的前沿突破

骨骼肌缺损（VML）修复一直是再生医学中的一个挑战，传统修复方法常因氧气供应不足导致修复效果差、细胞存活率低。针对这一问题，重庆理工大学药学与生物工程学院的曾一洪研究团队提出并验证了一种新型组织工程材料——复合脱细胞基质富氧水凝胶（GelMA/dmECM/PFTBA）。该材料能够模拟天然肌肉微环境，同时提供持续的氧气支持，为大体积骨骼肌缺损的修复提供了一种有效的解决方案。

材料设计与制备

本研究中，GelMA（甲基丙烯酸明胶）作为三维支架材料，具有优异的生物相容性和力学性能，杨氏模量为30.4±7.44 kPa，匹配天然骨骼肌力学特性，适用于骨骼肌修复。脱细胞基质（dmECM）来源于猪骨骼肌，经物理化学法处理去除99%以上DNA，保留胶原和肌纤维结构，模拟天然肌肉细胞外基质，为修复区域提供生长因子和黏附位点，促进细胞增殖与分化。

为解决缺氧问题，研究团队将全氟三丁胺（PFTBA）作为氧载体，利用乳化技术将其封装在水凝胶中，PFTBA能持续释放氧气，7天内维持0.88±0.15mg/L的溶解氧，显著提高细胞存活率。

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体外实验验证

在体外实验中，研究人员使用大鼠骨髓间充质干细胞（MSCs）进行细胞活力测试。结果表明，GelMA/dmECM/PFTBA水凝胶组的细胞活力和增殖率均显著高于其他组，细胞形态正常，且无明显毒性反应。这表明，GelMA/dmECM/PFTBA水凝胶具有良好的细胞相容性和促进细胞增殖的能力。

PFTBA的加入有效缓解了缺氧环境中的细胞存活问题，而dmECM提供的生长因子和黏附位点则进一步促进了细胞的增殖和分化。研究表明，该水凝胶能够为细胞提供一个适宜的微环境，从而促进骨骼肌的再生修复。

在水凝胶的药物修饰和包裹方面，我们可以根据客户需求，提供具有精准释放控制的药物载体系统。通过对水凝胶进行分子修饰，我们能够确保药物在治疗过程中释放的时间、速率等参数得到优化，从而提升治疗效果。

体内实验验证

体内实验验证了GelMA/dmECM/PFTBA水凝胶的修复效果。在皮下埋植实验中，GelMA/dmECM/PFTBA组在第2周显著减轻炎症反应，M1型巨噬细胞数量减少，M2型修复细胞增多，表现出良好的免疫调节作用。同时，第1周便开始出现成熟血管（CD34⁺），血管密度和直径持续优于其他组。

在VML修复实验中，GelMA/dmECM/PFTBA水凝胶加速了新生肌纤维的形成，修复第3周时，肌纤维直径和排列接近正常组织，明显优于空白组和其他修复组。此外，血管生成良好，能为再生组织提供充足氧气，避免慢性炎症和纤维化。

对于需要抗体偶联的应用，我们提供定制化的解决方案，能够将抗体与水凝胶进行精确偶联，确保在靶向治疗过程中，药物可以高效准确地作用于目标位置。这一技术可广泛应用于肿瘤、免疫等多个领域。

创新与前景

本研究创新性地将脱细胞基质（dmECM）与富氧系统（PFTBA）结合，开发出新型复合水凝胶材料，模拟天然骨骼肌微环境并解决缺氧瓶颈。dmECM促进细胞增殖与分化，PFTBA持续供氧确保细胞活力，双重协同作用显著提高骨骼肌修复效果，特别在VML模型中表现突出。

中新康明可为客户提供中试放大和GMP生产支持，确保水凝胶批量生产稳定性并符合GMP标准，无论在小规模研发还是大规模临床应用阶段，我们都能提供高品质水凝胶和定制化服务。

未来，优化PFTBA与dmECM的配比、延长观察周期及探索其在更大体积缺损修复中的应用，预计将开拓更广阔的应用前景。

结论

GelMA/dmECM/PFTBA水凝胶为骨骼肌修复提供了一个全新的解决方案，凭借其双重功能协同作用，显著促进了肌纤维的再生，并减少了瘢痕化的发生。该材料不仅能够解决传统修复方法中的缺氧问题，还能有效促进细胞增殖和分化。未来，该水凝胶有望为临床治疗大体积肌肉缺损提供新的突破，推动骨骼肌修复领域的发展。