肌腱修复迎来智能“修复师”！ACS Nano：复合支架实现持续抗炎与高效再生

运动拉伤、年龄增长引发的肌腱退变，或是意外导致的肌腱断裂，在生活中并不少见。肌腱作为连接肌肉与骨骼的核心结缔组织，承担着力学传导的关键作用，一旦受损，不仅会引发持续性疼痛、活动受限，还可能因修复不当留下慢性炎症、组织粘连甚至再次断裂的隐患。

目前临床主流的手术重建方案，虽能初步连接损伤肌腱，却难以解决术后炎症迁延、再生组织力学强度不足等问题，很多患者术后仍无法恢复术前的运动能力或正常生活质量。如何实现肌腱的功能性再生，成为骨科与组织工程领域亟待突破的难题。近日，ACS Nano发表一项创新性研究，为这一临床困境带来了新的解决方案。

研究团队打造的DTM-MPs/CBD@sub-Exos/Gel复合支架，堪称肌腱修复的“智能平台”，其核心优势源于三大组件的精准搭配与协同作用。

脱细胞肌腱基质微粒（DTM-MPs）源自猪跟腱，经特殊工艺处理后，既保留了天然肌腱的生化成分与超微结构，又具备良好的可注射性和细胞黏附性，能为细胞生长提供仿生微环境。胶原结合域（CBD）修饰的人脂肪来源肌腱干/祖细胞外泌体（CBD@sub-Exos），如同被赋予“靶向导航”功能，可特异性结合胶原，实现生物活性分子的精准递送与持续释放。而GelMA/HA-NB水凝胶则作为“载体框架”，不仅能提供三维支撑，还能保护外泌体活性，适配不同损伤部位的形态需求。

图1：DTM-MPs/CBD@sub-Exos/Gel支架用于肌腱修复的示意图

对支架的全面表征显示，它不仅拥有出色的生物相容性和多孔互联结构，力学性能也得到显著提升。在紫外光照射下，30秒内即可完成交联成型，体外28天内保持稳定降解节奏。尤为关键的是，CBD修饰有效解决了外泌体易流失的问题——与未修饰支架相比，28天后仍有19.3%的外泌体留存于支架中，避免了初期暴释导致的生物活性浪费。

在体外实验中，这款复合支架的生物活性得到充分验证。一方面，它释放的sub-Exos能高效促进大鼠肌腱来源间充质干细胞（rTD-MSCs）向肌腱方向特异性分化，显著上调肌腱转录因子SCX的表达，为肌腱再生奠定细胞基础；另一方面，它能引导巨噬细胞向抗炎的M2表型转化，降低促炎的M1表型标志物CD86的表达，同时升高M2表型标志物CD206的水平，从而营造有利于组织修复的抗炎微环境。

此外，支架的多孔结构与外泌体的趋化作用相结合，能有效促进rTD-MSCs的迁移与黏附。细胞存活实验显示，支架上的细胞存活率始终保持在95%以上，未出现明显细胞毒性，证明其具备良好的生物安全性。

图2：DTM-MPs/CBD@sub-Exos/Gel支架的制备及体外表征

在大鼠跟腱缺损模型中，复合支架的治疗效果得到了实打实的验证。体内外泌体追踪结果显示，CBD修饰让外泌体在损伤部位的滞留时间延长至21天，实现了生物活性信号的持续递送，为肌腱修复提供了长期支持。

术后8周的检测数据显示，支架治疗组的再生肌腱力学性能已接近正常肌腱——失败负荷达98.7±4.4 N，模量为79.3±2.1 MPa，显著优于未修饰支架组和空白对照组。组织学分析显示，复合支架组的再生肌腱形成了有序排列的胶原纤维结构，胶原I和III的合成量显著增加，硫酸化糖胺聚糖（sGAG）含量也明显提升，细胞浸润减少、基质成熟度更高。

超微结构观察发现，复合支架组的胶原原纤维直径更大（67.3±4.7 nm）且分布更均匀，这正是其力学功能得以快速恢复的结构基础。免疫荧光检测证实，修复早期SCX阳性细胞比例显著升高，加速了肌腱基质的形成；流式细胞分析则显示，损伤部位M2/M1巨噬细胞比例显著上调，炎症反应得到有效调控，为肌腱再生扫清了障碍。

图3：再生肌腱的体内外泌体追踪及生物力学测试

图4：肌腱再生的组织学及免疫组织化学评估

图5：再生肌腱的超微结构及功能评估

为了弄清支架发挥作用的分子机制，研究团队还进行了转录组分析。结果显示，与对照组相比，复合支架处理组有1175个基因显著上调、1239个基因显著下调。其中，细胞外基质组织、胶原形成与原纤维组装相关通路被显著激活，同时免疫调控通路也发生明显变化。

这一结果证实，该复合支架并非单一作用于某一环节，而是通过协同增强基质生物合成与调控免疫微环境，多维度推动肌腱的高效再生，其分子机制与之前观察到的组织学和力学改善结果完全一致。

综上，这项研究成功打造了一款集仿生结构、持续生物活性递送与抗炎功能于一体的复合水凝胶支架。它的创新之处在于，将脱细胞肌腱基质的结构仿生优势、CBD修饰外泌体的靶向递送特性，以及水凝胶的三维支撑功能有机融合，实现了“结构修复+功能再生+炎症调控”的三位一体治疗效果。

这款支架不仅解决了传统治疗中生物活性成分易流失、炎症调控不足、再生组织力学性能差等痛点，还具备可注射性、生物相容性好、无明显全身毒性等临床转化优势。随着进一步优化与大动物实验验证，它有望为临床各类肌腱损伤，包括运动相关的跟腱炎、肩袖损伤等，提供一种微创、高效且功能稳定的治疗方案，帮助更多患者摆脱肌腱损伤的困扰，重新恢复正常的运动能力与生活质量。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Xu Y, Wu B, Zhang Z, et al. Exosome-Infused DTM-MPs Hydrogel Scaffold: A Smart Platform for Tendon Repair with Sustained Bioactivity and Anti-Inflammatory Benefits. ACS Nano. 2026;20(1):1030-1046. doi:10.1021/acsnano.5c16275