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  重大喜讯隆重登场！安徽中医药大学徐奎等老师的最新研究成果在Biomaterials(IF=14.0)上发表了！该研究围绕一种新型骨植入物涂层材料展开，对促进骨植入物与天然骨组织整合具备极其重大意义！

  迄今为止，临床上对大范围骨缺损的修复与替代治疗仍是世界难题。利用骨科植入物来重建缺损部位骨组织的结构和功能是现代骨科学的主要治疗方法。但现实情况是，新植入的材料与周围的天然骨组织的完美骨融合会受到各种内外因素（异常的微环境、感染、活性氧（ROS）和不平衡的骨稳态等）的影响。外部因素通常是由手术引起的，如微生物感染和氧化应激。微生物感染会形成致病性生物膜，将植入物从其与骨组织的相互作用中分离出来，同时细菌的酸性代谢物聚集在骨-种植体界面上不利于成骨细胞的形成。过量的活性氧（ROS）诱导的氧化应激会严重破坏参与成骨的细胞的功能，阻止新的骨组织的形成。内部因素是指细胞衰老、细胞凋亡和氧化应激诱导的DNA损伤等，他们会破坏骨重塑过程的稳定平衡态。事实上，几乎不可能找到一种表面具有生物用途的植入物。因此，设计新的植入物涂层具备极其重大意义。

  本研究以镓（III）-酚类网络为基础，制备了一种钛基植入物的多功能涂层。它是通过将植入物浸泡在TAs和镓离子的混合溶液中而获得的。通过调整浸泡实验的次数和时间，可以精确地控制涂层的厚度，所得到的涂层具有优良的近红外光热性能。随着涂层的降解，低浓度的TAs和镓离子从涂层中释放开来，在酸性和氧化应激微环境中释放速度更快。光热性能以及释放的TAs和镓离子使该涂层具备优秀能力的广谱抗菌能力。此外，该涂层还有效地降低了成骨细胞在细胞内的ROS。体外和体内实验表明，该涂层通过促成骨和抑制破骨形成来增强植入物的骨整合。研究根据结果得出，镓（III）-酚类涂层有望通过挽救感染、氧化应激和不平衡骨稳态等异常微环境来促进种植体的骨整合。

  文章研究了涂层制作原理，表明当混合溶液中TAs和镓离子的最终浓度分别为11.75和35.25 mM，每层Ga-MPNs 的浸泡时间为24 h时得到的镓（III）-酚类涂层的质量和稳定能力最优。涂层越厚表面越平滑。另外，通过FE-SEM图像分析涂层在不同条件下的微观形态结构变化证实了镓（III）-酚类涂层的稳定性；图1-e、f和g实验表明该图层具有适当的润湿性和高表面自由能可促进细胞粘附、迁移和增殖。C和O为该涂层最主要的两个元素，同时其厚度可以屏蔽Ti信号干扰，Ca元素的分布也很均匀。

  镓（III）-酚类涂层具备优秀能力的光热性能，可作为光热杀菌的植入物涂层。NIR照射实验表明Ga-MPNs涂层的钛表面的温度对温度敏感，与Ti基质不同，Ga-MPNs涂层的钛表面的温度在10 min内迅速上升到约65◦C，且不同厚度涂层表现无明显差异。

  镓（III）-酚醛涂层中镓离子和间苯丙烷基形成的相互作用与共价键不同。如图3a，图3c所示，各种涂层一旦受到大量氢离子或ROS的攻击，它就会分解，释放镓离子或TAs， 进而导致整个网络的退化。涂层的降解率与溶液中氢离子的浓度呈正相关（图3b）；同时不同涂层被不同环境侵蚀后的表面形态出现不同变化，出现纳米颗粒的无序沉积或是裂缝（图3，d）。

  文章采用FRAP法评价了不同钛表面的总抗氧化活性。如图4a所示，AHTi-TA组的总抗氧化活性高于其他各组（p 0.001），Ga-MPNs涂层的总抗氧化活性明显低于AHTi-TA（p 0.001）。图4b，图4c，图4d和e研究结果说明不同钛表面对过氧化氢和⋅OH拥有非常良好清除能力。图4f、图4h和图4i-l表明，在高氧化应激条件下，钛基质的AHTi-TA和Ga-MPNs涂层也更加有助于细胞的粘附。

  图5和图6展示的体外和体内抗菌实验数据表明镓（III）-酚醛涂层涂层拥有非常良好的抑菌性能。

  文章还进行了骨体内、体外整合实验评估。 体外试验中，采用LDH细胞毒性测定实验评估了6种涂层的细胞毒性，其中AHTi-TA和Ga-MPNs涂层钛材料细胞毒性低，拥有非常良好的生物相容性(图7a、b和c)。此外还进行了内毒素和生物负荷测试，根据结果得出所有钛表面的内毒素浓度都远低于FDA对生物医学器械提取物（0.5 EU/mL）的标准。图7k、7l说明镓（III)酚类涂层具有体外抑制破骨细胞生成的能力。作者又采用股骨缺损植入模型评估Ti、AHTi-TA和Ga- 5MPNs植入物的体内骨整合能力。数据如图中展示，得出结论TAs和镓离子有助于提高Ga-5MPNs材料的骨整合能力。