导读：
由于肌腱固有的再生能力有限，其损伤修复仍具挑战。近期，四川大学华西医院解慧琪教授、张晖教授团队开发了一种基于小肠黏膜下层水凝胶（SIS）与海藻酸钠微球（SA）的双相缓释复合材料，通过分阶段释放SDF-1α和BMP-12，有效招募肌腱源性干细胞并促进其成腱分化。该材料在体内外实验中展现出显著的免疫调节功能、胶原有序沉积及力学性能恢复，为解决肌腱再生中细胞募集不足与分化失控的难题提供了创新策略。相关研究以“SDF-1α/BMP-12 loaded biphasic sustained-release SIS hydrogel/SA microspheres composite for tendon regeneration”为题目，发表在期刊《Biomaterials》上。
本文要点：
1、本研究开发了一种负载基质细胞衍生因子-1α（SDF-1α）和骨形态发生蛋白-12（BMP-12）的小肠黏膜下层水凝胶/海藻酸钠微球（SIS/SA）复合材料，用于分阶段调控肌腱再生。
2、采用微流控技术制备BMP-12负载的SA微球，并将其嵌入SDF-1α负载的SIS水凝胶中，以实现可控的时空释放，模拟自然愈合过程。
3、复合材料在炎症阶段快速释放SDF-1α，招募肌腱干细胞（TDSCs）至损伤部位，而SIS则充当细胞粘附支架，释放生长因子以刺激血管生成并抑制巨噬细胞的M1过度极化。
4、在增殖阶段，持续的SDF-1α释放增强细胞增殖，BMP-12促进肌腱分化，SIS衍生的III型胶原支持早期修复。
5、在随后的重塑阶段，SIS衍生的I型胶原促进组织重塑，BMP-12调控I型胶原的合成并诱导巨噬细胞M2型极化，以维持ECM稳态，减少瘢痕形成。
6、体内外实验结果表明，该复合材料通过免疫调节、血管生成和细胞外基质合成等多种途径加速再生过程，为肌腱再生治疗提供了具有显著临床潜力的转化策略。
SDF-1α/BMP-12负载双相缓释SIS水凝胶/SA微球复合体系的制备过程如下：
1、采用微流控技术制备均匀的SA微球，并封装BMP-12
溶液配制：将BMP-12溶解于含Ca-EDTA的SA水溶液中（SA浓度2%-4%），作为水相。油相为氟化油（含2%表面活性剂）。
微流控生成微球：通过微流控芯片（通道宽度50-100 μm）控制水相与油相的流速比（通常为1:5），生成单分散液滴。
交联固化：液滴在流动过程中与Ca2+接触（通过外置CaCl2溶液扩散），形成交联的SA微球（粒径100-200 μm）。
纯化与保存：收集微球，用PBS洗涤去除残留油相，冷冻干燥后储存于4°C。
2、基于脱细胞SIS制备可注射水凝胶，并负载SDF-1α
SIS脱细胞处理：机械刮取猪小肠黏膜下层，依次用0.1% SDS和1% Triton X-100脱细胞，冻干后研磨成粉末。
酶解与凝胶化：将SIS粉末用胃蛋白酶（1 mg/mL，0.1 M HCl）在37°C下消化24小时，形成预凝胶溶液。
负载SDF-1α：将SDF-1α（100 ng/mL）加入预凝胶溶液中，混合均匀。
pH调节与成型：用NaOH调节pH至中性（7.4），诱导SIS分子自组装形成水凝胶（凝胶时间约10分钟）。
3、将SA微球嵌入SIS水凝胶中，形成双相缓释系统
微球分散：将冷冻干燥的BMP-12负载SA微球重新悬浮于PBS中，超声处理确保分散均匀。
复合混合：将BMP-12负载SA微球悬浮液与SIS/SDF-1α预凝胶溶液按比例混合（微球质量占比5%-10%）。
原位凝胶化：调节混合液pH至中性，注入模具或直接注射至损伤部位，37°C下静置10分钟完成凝胶化。
4、关键参数与质量控制
微球粒径控制：通过微流控芯片流速调节（水相0.1 mL/h，油相0.5 mL/h），确保粒径均一性（CV <5%）。
生长因子活性保留：SA微球交联时间≤30秒，避免BMP-12变性；SIS水凝胶低温（4°C）保存以减少SDF-1α降解。
复合均匀性验证：通过SEM观察微球在水凝胶中的分布，确保无聚集（间距50-100 μm）。
技术优势
时空控释：SDF-1α通过水凝胶快速释放（5天内释放80%），BMP-12通过微球缓释（>30天）。
仿生微环境：SIS提供天然ECM成分（I/III型胶原、生长因子），支持细胞黏附与迁移。
临床适配性：可注射特性适用于微创手术，原位凝胶化确保与损伤部位紧密贴合。
该合成流程通过精准的材料设计与工艺控制，实现了生长因子的分阶段释放，为肌腱再生提供了高效的“Cell-Free”治疗策略。
Scheme 1.SISSDF-1@MsBMP12复合体系的合成和功能示意图。
图1.TDSCs的分离、培养和鉴定。
图2.SDF-1α和BMP-12的最佳浓度。
图3.复合材料的制备和表征。
图4.复合材料的生物相容性。
图5.RAW264.7 M2体外极化。
图6.体外血管生成和细胞迁移。
图7.TDSCs体外肌腱分化。
图8.体内免疫调节、血管生成和干细胞募集。
图9.体内细胞浸润和胶原沉积。
图10.体内肌腱生成。
图11.跟腱的功能再生。
图12.体内生物相容性。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2025.123246
