GSK3抑制剂Tideglusib水凝胶与增强型β-磷酸三钙在胫骨愈合中的对比研究（体外与体内实验）

　　为解决大尺寸骨缺损修复难题，研究人员开展Tideglusib水凝胶与β-TCP/CS（Ethoss）的骨再生效能对比研究。结果表明Tideglusib水凝胶组通过激活Wnt/β-catenin通路显著促进ALP、OPN表达及细胞迁移，形成更成熟的骨小梁结构，其骨再生潜力优于传统人工骨材料，为骨缺损治疗提供新型靶向治疗方案。

　　

骨骼作为人体最大的动态组织，承担着重要的生理功能。然而创伤、牙齿缺失、颌骨病变等多种因素可能导致颅颌面骨缺损，当缺损超过临界尺寸时，自体修复能力受限，必须通过骨移植进行重建。目前自体骨移植虽被视为金标准，但存在供区疼痛、骨吸收和并发症等局限。人工骨替代材料虽广泛应用，仍难以同时满足理想骨移植材料的所有要求——包括低免疫原性、成血管潜力、易操作性和低成本。因此，开发新型骨修复材料成为迫切需求。

骨修复涉及多种信号通路的精密调控。Wnt/β-catenin通路作为关键信号途径，在组织损伤早期被激活，是启动修复过程的必要环节。该通路通过促进成骨细胞分化显著增强骨愈合效果。相反，Wnt信号抑制会导致骨量减少和再生能力下降。糖原合酶激酶3（GSK-3）作为该通路的核心调控因子，其活化会抑制Wnt/β-catenin信号传导，从而阻碍成骨过程。Tideglusib作为一种选择性、不可逆的非ATP竞争性GSK-3抑制剂，原用于阿尔茨海默病等神经系统疾病治疗。近年研究发现其能有效刺激修复性牙本质形成，使Wnt信号表达提升3倍，且新生牙本质组织与原有牙本质具有相近阻射度。鉴于牙本质与骨骼组织的相似性，研究人员开始探索Tideglusib在骨损伤修复中的应用价值。

本研究创新性地将Tideglusib负载于海藻酸钠水凝胶中，相比既往研究使用的DMSO溶解后胶原海绵负载的方式，水凝胶支架能更好地适应不规则缺损形态，并通过最小侵入方式实现生物活性分子的均匀递送。其粘弹性与细胞外基质结缔组织相似，高亲水性可吸收大量生物液体并保持结构完整性，实现药物可控释放。研究选择Ethoss（65%β-TCP与35%硫酸钙复合的自凝固人工骨材料）作为对照，该材料具有与松质骨相似的抗压强度和吸收率，是口腔/骨科应用的标准骨替代材料。

为验证Tideglusib水凝胶的成骨效能，研究团队开展系列实验：从新西兰白兔胫骨分离骨髓间充质干细胞（BMMSCs），经流式细胞术鉴定CD90（95.6%）、CD105（93.9%）阳性而CD14（8.5%）、CD34（5.9%）阴性的干细胞特性；制备Tideglusib海藻酸钠水凝胶，通过扫描电镜观察到多孔互连结构，zeta电位为-28.2±1.62 mV，FTIR光谱证实药物成功负载；采用MTT法检测细胞毒性，发现20%浓度提取液对细胞活力无显著影响；划痕实验显示Tideglusib组24/48小时迁移能力显著优于Ethoss组；茜素红染色表明两组矿化结节形成均优于对照组，但组间无统计学差异。

体内实验选用18只成年健康新西兰白兔，每只胫骨近端干骺端制备两个4mm直径单皮质骨缺损，分三组处理：空白对照组、Tideglusib水凝胶组和Ethoss组。术后3/6周取材，通过H&E染色、ALP和OPN免疫组化评价修复效果。组织学显示：3周时对照组主要为肉芽组织和不规则薄骨小梁，实验组出现从缺损边缘向中心延伸的新骨小梁，水凝胶组骨小梁更厚且成骨细胞排列密集；6周时对照组中心仍存肉芽组织，实验组骨小梁更密更成熟，水凝胶组可见大量骨单位。图像分析显示：3周时水凝胶组ALP表达（16.66±0.036%）显著高于Ethoss组（4.92±0.006%）和对照组（0.141±0.002%），6周时进一步升至28.46±0.002%（Ethoss组11.89±0.008%，对照组0.409±0.004%）；OPN表达同样呈现水凝胶组（3周22.33±0.022%，6周30.48±0.006%）>Ethoss组（3周5.91±0.005%，6周10.52±0.003%）>对照组（3周0.847±0.003%，6周1.25±0.21%）的梯度差异。

本研究通过体内外实验证实，Tideglusib水凝胶通过不可逆抑制GSK-3β，稳定β-catenin蛋白，持续激活Wnt/β-catenin通路，显著促进成骨分化与骨组织再生。其效果优于传统β-TCP/CS人工骨材料，体现在更快的细胞迁移、更高的ALP/OPN表达水平和更成熟的骨组织结构。海藻酸钠水凝胶作为药物载体具有良好的生物相容性和可控释放特性，为骨缺损修复提供了新型靶向治疗策略。该研究由曼苏尔大学牙医学院团队完成，论文发表于《Odontology》，为骨再生医学提供了理论与实践双重创新。