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磁性纳米复合水凝胶在骨科中的应用与展望

 

Authors Shi S, He S, Lin Q, Sun S

Received 9 May 2025

Accepted for publication 11 December 2025

Published 20 December 2025 Volume 2025:20 Pages 15379—15394

DOI https://doi.org/10.2147/IJN.S539423

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Editor who approved publication: Dr Sachin Mali

摘要: 

骨科再生医学在治疗大段骨缺损、控制感染以及实现精准时空调控方面面临重大挑战。传统水凝胶虽具有良好的生物相容性,但往往缺乏足够的动态响应性和力学强度。将磁性纳米颗粒(尤其是氧化铁)整合入水凝胶基质中,形成磁性纳米复合水凝胶,已成为克服上述局限性的革命性策略。 本综述系统探讨了磁性纳米复合水凝胶的设计原理、合成方法及其在骨科中的多功能应用。文章重点介绍了该类材料在增强靶向药物递送(如按需释放抗生素或生长因子)、通过磁性滞留和力学刺激促进间充质干细胞的细胞疗法、以及作为具有改善成骨活性动态支架用于骨组织工程等方面的关键进展。此外,磁性纳米复合水凝胶在利用磁热疗法消除生物膜以进行抗感染治疗,以及作为磁共振成像对比剂用于诊断监测方面也展现出巨大潜力。 尽管前景广阔,但其临床转化仍需解决一些关键挑战,包括磁性纳米颗粒的长期生物相容性、规模化生产的可行性以及实现体内磁场精准控制等。未来展望部分重点讨论了磁性纳米复合水凝胶与4D生物打印、人工智能技术的融合,以设计患者特异性的智能系统。 本综述认为,磁性纳米复合水凝胶代表了个性化、适应性再生解决方案的范式转变,有望重新定义骨科及其他领域的治疗策略。

关键词: 磁性纳米颗粒,水凝胶,骨再生,药物递送,骨科感染