聚多巴胺/蒙脱石复合刷状骨水泥协同增强机械性能与成骨能力促进骨再生

　　针对刷状磷酸钙骨水泥(Bru-CPCs)机械强度不足的临床瓶颈，研究人员通过蒙脱石(MMT)增强和聚多巴胺(PDA)界面修饰，开发出Bru-CPCs/1.5% MMT@PDA复合材料。该材料压缩强度提升96%至16.58 MPa，同时通过上调Col-I、IBSP等成骨基因表达显著促进MC3T3-E1细胞分化，为骨质疏松性骨缺损修复提供了兼具高力学性能和生物活性的新型骨修复材料。

　　

骨缺损修复是临床面临的重大挑战，传统自体骨移植存在供体有限等问题。虽然刷状磷酸钙骨水泥(Bru-CPCs)因其良好的生物相容性和骨传导性被广泛应用，但其较低的压缩强度（仅8.46 MPa）严重限制了其在负重骨缺损中的应用。如何在不牺牲生物活性的前提下提升力学性能，成为亟待解决的科学问题。

针对这一难题，中国的研究团队创新性地将天然黏土矿物蒙脱石(MMT)与仿生材料聚多巴胺(PDA)相结合，开发出新型Bru-CPCs/MMT@PDA复合材料。该研究通过热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等技术系统评估材料性能，并采用MC3T3-E1细胞模型进行体外成骨实验。相关成果发表在《BIOMATERIALS RESEARCH》上，为解决骨修复材料的"强度-活性"矛盾提供了新思路。

研究采用三大关键技术：1) 通过多巴胺原位聚合构建MMT@PDA核壳结构；2) 采用ASTM标准测定骨水泥的凝固时间和注射性能；3) 通过qRT-PCR定量分析Runx2、Col-I等成骨标志基因表达。

热性能分析与材料表征
TGA证实PDA成功包覆MMT，包覆率为9.4%。XRD显示添加MMT@PDA未改变Bru-CPCs的晶相结构。SEM观察到MMT@PDA使晶体排列更紧密规则，晶粒尺寸减小，这解释了其压缩强度较纯Bru-CPCs提升96%的关键机制。

细胞相容性与增殖
CCK-8和活死染色显示，Bru-CPCs/1.5% MMT@PDA组细胞存活率达149%（对照组为100%），显著高于其他组。SEM观察到细胞在材料表面呈现典型铺展形态，证实材料优异的生物相容性。

成骨分化效应
ALP活性检测和染色表明，MMT@PDA组ALP表达最强。qRT-PCR显示该组Col-I、IBSP和OCN基因表达量最高，其中IBSP在培养7天时表达量达对照组的2.5倍，证实PDA可通过激活多条成骨信号通路促进骨形成。

讨论部分指出，该研究的创新点在于利用PDA的黏附特性改善了MMT与无机相间的界面相互作用，突破了传统无机-无机复合材料强度提升受限的瓶颈。MMT@PDA的双重作用机制值得关注：PDA提供界面增强效应提升力学性能，而MMT释放的Ca²⁺
、Si⁴⁺
等活性离子协同促进成骨分化。这种"一材双效"的设计策略为开发新一代骨修复材料提供了重要参考。

尽管该研究在MC3T3-E1细胞模型中取得积极结果，作者也客观指出仍需开展三方面工作：1) 建立包含成骨细胞-破骨细胞共培养的更复杂模型；2) 进行大动物负重骨缺损修复实验；3) 优化大规模生产工艺。这些将是后续研究的重点方向。该成果的临床转化，有望为骨质疏松等复杂骨缺损患者提供更优的治疗选择。