临界颅骨缺损多由肿瘤切除或外力创伤引发，是一类临床治疗难题，可破坏颅腔完整性并造成深部组织暴露。临床使用的植入物如钛网和聚醚酮（PEEK）主要提供结构支撑，但生物学上具有惰性;它们既不直接引导新骨再生，也不支持血管生长，而这两者对于修复血管化的颅骨来说都是不可或缺的。

因此，成功的颅骨重建远不止对缺损进行形态修复：修复区域必须重建完整且力学性能达标的颅穹窿，以保护脑组织，同时实现功能性组织再生。这就对任何修复策略提出了时序性双重要求。

第一，必须在损伤后早期黄金时间窗内快速控制板障骨出血，避免血肿形成与继发性损伤；第二，植入材料应充当具有生物活性的“再生引擎”，引导远期成骨与血管生成，最终实现颅腔结构稳定、功能完备的修复重建。

为提升植入材料生物活性，目前常用策略是外源性递送单一生长因子。但这类策略存在剂量难以调控、半衰期短等问题，还可能诱发异位骨化、过度炎症等不良反应。尽管多种重组因子联合使用能更好模拟天然微环境，但其配制工艺复杂、成本高昂，阻碍了临床转化应用。

在此背景下，无细胞脂肪提取物（FE）成为一种极具优势的低成本替代方案。骨髓穿刺液就是临床上已应用的内源性修复体系范例，其含有配比均衡的细胞与体液活性因子，可支持组织自主再生。从结构层面来看，骨髓包含三大核心要素：纤维状细胞外基质（ECM）、多种信号分子与生长因子、以及基质细胞，共同调控造血与成骨过程。

细胞外基质的刚度与微观结构还可进一步调控基质细胞的命运分化。长骨与中轴骨骼拥有富含血管和成骨祖细胞的中央骨髓腔，与之不同，颅骨自身再生能力先天有限。因此，理想的颅骨修复策略，亟需构建仿生骨髓微环境：既复刻天然骨髓的生化组分与多尺度结构特征，又具备与颅骨相匹配的降解速率及力学相容性。

FE-PDA@Fib/Gel-TG水凝胶用于颅骨缺损修复的仿生设计与治疗理念（图源自Advanced Science）

本研究设计并制备一种仿生骨髓复合水凝胶 FE-PDA@Fib/Gel-TG，可时序耦合颅骨缺损的快速止血与长效成骨-成血管再生两大需求。具体而言，以酶交联明胶网络（Gel-TG）作为细胞相容性良好、可生物降解的基质，内部嵌入刚性短纤维羟基磷灰石/聚左旋乳酸（HAp/PLLA）。

将静电纺丝制备的HAp/PLLA 膜经超声破碎，再进行聚多巴胺（PDA）均匀包覆，得到兼具亲水性、高模量、矿化特性的短纤维，表面带有儿茶酚基团与电荷基团。

植入体内后，PDA@Fib 纤维可在水凝胶内部相互缠结，并贴合骨小梁板障形成力学稳固的物理屏障；同时聚多巴胺多酚类黏附表面赋予材料强效物理与化学止血性能，可在损伤早期高效封堵松质骨创面出血。与此同时，FE均匀负载于 Gel-TG 网络中并实现缓释释放，复刻骨髓多组分生长因子微环境，将缺损部位重塑为促血管生成、促成骨分化的再生微龛。

该复合水凝胶整合了富含内源性活性因子的脂肪提取物、类细胞外基质明胶体系以及具骨传导性的聚多巴胺包覆 HAp/PLLA 增强相，可实现从急性期损伤止血调控到远期组织再生的平稳过渡，最终实现血管化、结构功能完备的颅骨修复。

参考消息：https://doi.org/10.1002/advs.75590