骨损伤的修复是临床医学中的重大难题，尤其是对于大面积骨缺损，因其自我修复能力有限，常导致长期功能障碍和并发症。传统治疗方法，如骨移植、药物递送和生物材料支架，因血管化不足、药物滞留效果差以及机械刺激不足等问题，疗效受限。如何实现微创、高效且精准的骨修复，成为亟待解决的科学挑战。

  为此，深圳大学王奔博士联合北京大学深圳医院沈杰博士等，开发了一种基于振荡磁场的微马达骨修复技术。研究成果以“Oscillating Magnetic Field Induced Bone Injury Repair by using Drug-Free Micromotors”为题，发表在国际顶级期刊《Advanced Science》上。该研究提出了一种无需药物载体的微马达骨修复方法，通过振荡磁场驱动的机械微运动直接促进骨再生，为骨损伤治疗提供了一种全新的解决方案。王奔博士为通讯作者，沈杰博士（北大深圳医院）、何睿（深大）、何家俊（深大）为第一作者。

(截图源自Advanced Science官网)

  研究团队设计了一种由磁性明胶/透明质酸复合水凝胶制成的微马达，其核心创新在于利用振荡磁场驱动微马达产生局部机械微运动，直接刺激骨生成，而无需药物或生物因子的辅助（图1）。微马达通过外部磁场的精准控制，在骨缺损部位施加适度的机械刺激，促进骨髓间充质干细胞的增殖与分化，同时加速骨基质的矿化和胶原纤维的有序排列。从分子生物学机理来看，微动会触发粘着斑激酶的磷酸化，并诱导Wnt依赖的β-Catenin在核内聚集，启动下游信号级联，从而促进成骨。

图1. 微动马达用于骨缺损修复中的概念示意图。

  在体外实验中，微马达在振荡磁场作用下显著促进了骨髓间充质干细胞的增殖和分化，表现出优异的生物相容性和力学刺激效果。在大鼠股骨缺损模型中，微马达的机械微运动使新生骨组织的体积比例增加了近两倍，并且新生骨组织呈现出良好的矿化结构和胶原纤维排列。

图2. 微马达的体外生物学特性。

  与传统的超声或振动刺激相比，微马达的局部微运动具有更高的精准性和可控性，避免了非特异性刺激对周围组织的影响。此外，该技术无需药物载体，避免了成骨药物和刺激因子的副作用以及药物毒性等潜在风险，为骨修复提供了一种安全、有效且可持续的治疗手段。

图3. 体内微动马达的骨损伤修复。

  该研究不仅为骨损伤修复提供了一种全新的技术路径，也为微马达在再生医学中的应用开辟了新方向。微马达的设计和驱动机制具有高度的可扩展性，未来有望应用于软骨修复、神经再生以及其他组织工程领域。此外，结合人工智能和实时成像技术，微马达的导航与控制精度将进一步提升，为个性化、精准化的医疗方案提供更多可能性。

  论文信息：Jie Shen, Rui He, Jiajun He, Lipeng Liao, Yongcan Huang, Shaoxiong Min, Xiaoreng Feng, Bin Chen, Ben Wang*, Oscillating magnetic field induced bone injury repair by using drug-free micromotors. Advanced Science 2025, DOI: 10.1002/advs.202503254.

  论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202503254