糖尿病骨髓炎因高糖微环境易引发顽固性细菌感染与骨组织破坏，临床面临抗生素耐药、生物膜难以清除、氧化应激与炎症紊乱、骨再生受阻等多重难题。传统治疗仅聚焦抗菌，无法同步修复免疫微环境与骨缺损，亟需一体化多功能治疗策略。
武汉大学喻爱喜团队开发温和光热响应型硒化氢递送微凝胶水凝胶，以 Fe₃O₄为光热载体负载 H₂Se 供体，通过微流控技术构筑可注射光交联 TF@GL 水凝胶，实现感染控制、氧化应激清除、炎症调控与骨再生的协同治疗，为糖尿病感染性骨缺损提供全新解决方案。相关成果以“Mild photothermal-responsive hydrogel with H2Se delivery for anti-infection and microenvironment remodeling to bone regeneration in diabetic osteomyelitis”为题发表在《Bioactive Materials》期刊上。
该水凝胶核心创新在于近红外光控气体释放与三重功能协同：温和光热促进 H₂Se 精准释放，干扰细菌能量代谢、裂解生物膜，实现高效广谱抗菌；H₂Se 高效清除糖尿病创面过量 ROS，保护细胞线粒体功能，抑制凋亡与焦亡；同时阻断 NF-κB 与 NLRP3 炎症通路，驱动巨噬细胞向抗炎表型极化，重塑修复型免疫微环境。
图1 一种具有温和光热响应特性的水凝胶，可携带 H2Se 用于治疗糖尿病性骨髓炎中的抗感染和免疫性骨再生
图2 TF 纳米颗粒的特性分析
材料具备多孔互穿结构与良好力学性能，可注射填充不规则骨缺损，降解周期与骨再生匹配。体外证实可显著促进骨髓间充质干细胞增殖与成骨分化，激活 TGF-β/BMP 信号通路，上调成骨关键基因表达，并同步促进血管生成。
图3 TF@GL 水凝胶的表征
图4 TF@GL 胶体水凝胶具有抗氧化作用，并能减轻细胞死亡
糖尿病大鼠颅骨骨髓炎模型验证，该水凝胶可高效清除耐药菌、控制感染复发，4 至 8 周实现显著骨再生与血管新生，骨量、骨密度与骨小梁结构显著改善，炎症水平持续降低，修复效果优于临床抗生素与单一功能材料。
图5 TF@GL 胶体凝胶增强了糖尿病性骨髓炎大鼠颅骨缺损处的抗炎作用和骨生成能力
机制表明，TF@GL 水凝胶通过H₂Se 气体治疗与温和光热协同，同步实现抗菌、抗氧化、抗炎、促血管生成与成骨，从根源打破糖尿病骨髓炎感染-炎症-修复失败的恶性循环。
综上，该多功能一体化水凝胶为糖尿病骨髓炎提供无创、高效、安全的全新治疗策略，突破传统方案单一抗菌局限，实现感染控制与骨修复同步完成，具备重要临床转化价值。
