一步法制备淫羊藿苷封装仿生支架：通过STAT3通路协调免疫-血管-成骨级联反应促进骨再生

　　为解决骨缺损修复中免疫调节与血管-成骨耦合的协同难题，四川大学团队开发了一种含PLGA@IC微球的一步法乳化聚合仿生支架（CHP@IC）。该支架通过STAT3信号通路诱导巨噬细胞M2极化，触发炎症-血管生成-成骨的级联激活，使颅骨缺损区新骨体积较对照组提升3-10倍。研究为复杂骨缺损修复提供了兼具高效载药与时序调控功能的新型支架设计策略。

　　

骨组织具有独特的自我修复能力，但当缺损超过临界尺寸时，其再生过程往往失败。传统骨修复材料面临多重挑战：既要协调炎症反应、血管生成和成骨分化的时序关系，又需解决药物递送系统中突释、载药量不足等问题。尤其值得注意的是，巨噬细胞介导的免疫微环境调控与后续血管-成骨耦合的分子机制尚未阐明，而中药活性成分淫羊藿苷（Icariin, ICA）虽具有成骨活性，但其浓度依赖性毒性和递送效率限制了临床应用。

四川大学的研究团队在《Bioactive Materials》发表的研究中，创新性地开发了一种基于原位乳化聚合的一步法策略，成功构建了负载PLGA@IC微球的仿生支架（CHP@IC）。该支架通过甲基丙烯酸酐修饰的胶原（CMA）和羟基磷灰石（HAp）模拟天然骨成分，利用光引发聚合实现PLGA微球与支架的同步成型。研究发现CHP@IC不仅能维持10^-8
-10^-5
M的安全有效浓度，更通过STAT3通路激活免疫-血管-成骨级联反应，最终使颅骨缺损区新骨体积达到空白组的10倍。

研究采用的关键技术包括：1）通过蓝光引发原位乳化聚合构建载药微球支架；2）网络药理学预测ICA作用靶点；3）皮下植入模型评估免疫微环境变化；4）Trans-well和小管形成实验分析细胞迁移与血管生成；5）大鼠颅骨缺损模型结合micro-CT量化骨再生效果。

【3.1 支架构建与表征】
研究团队通过将油相（PLGA/二氯甲烷）与水相（CMA/HAp）以1:6.5比例混合，经40秒涡旋振荡形成初级乳液后光固化，成功制备出孔径均匀的支架。扫描电镜显示PLGA微球平均粒径12.39μm，药物包封率达90%。体外释放实验证实CHP@IC₃
组能维持10-20μM的最佳工作浓度达7天以上。

【3.2 体内生物响应】
皮下植入实验揭示时序性生物学事件：3天时大量中性粒细胞浸润，7天出现M2型巨噬细胞（CD206⁺
）和新生血管，21天时CHP@IC组ALP和OCN表达量显著高于对照组。免疫荧光显示CHP@IC组CD31⁺
/α-SMA⁺
成熟血管数量增加2.3倍。

【3.3 网络药理学分析】
通过GeneCards等数据库筛选出136个ICA-骨再生交叉靶点，PPI网络分析核心靶点为STAT3、TNF和IL-1β。KEGG富集显示JAK-STAT通路显著激活，提示STAT3可能是ICA调控免疫-成骨耦合的关键节点。

【3.4 STAT3通路验证】
Western blot显示CHP@IC使巨噬细胞p-STAT3(S727)表达提升3.1倍。使用抑制剂NSC74859后，M2标记物ARG1下降58%，而促炎因子TNF-α上升2.4倍，证实STAT3通路对巨噬细胞极化的调控作用。

【3.5 血管-成骨耦合机制】
条件培养基实验表明：CHP@IC组巨噬细胞分泌的VEGF使HUVECs小管形成数量增加1.8倍；BMP2通过激活BMSCs的Smad1/5磷酸化，使Runx2表达量提高3.2倍。大鼠颅骨缺损模型中，CHP@IC组6周时骨体积分数（BV/TV）达30%，显著高于CHP组的10%。

这项研究的意义在于：首先，开发的一步法载药策略突破了传统微球制备与支架成型分步进行的局限，为复杂组织工程支架的规模化生产提供新思路；其次，阐明ICA通过STAT3-BMP2/Smad1/5轴协调免疫-血管-成骨级联的作用机制，为中药活性成分的现代化研究提供分子证据；最后，构建的时序调控支架实现炎症期（3天）-血管期（7-14天）-成骨期（21天后）的精准转换，为临界尺寸骨缺损的临床治疗提供新型工具。值得注意的是，该策略通过替换水相（如透明质酸）和固相（如生物玻璃），可拓展至软骨、皮肤等其他组织修复领域。