骨缺损是临床上常见的骨科疾病。该领域的趋势是开发具有适当设计组件和结构的组织工程支架，用于骨骼修复。在此，受骨基质的有机和无机成分以及自然生物矿化机制的启发，通过微流体 3D 打印开发了一种用于骨骼修复的MgSiO3@Fe3O4纳米颗粒复合聚己内酯 （PCL） 杂化矿化支架。在 PCL 支架内掺入 MgSiO3@Fe3O4 可有效提高生物活性。此外，在支架表面制备了仿生矿化层，赋予其独特的微观结构特性，增强了细胞粘附和成骨活性，从而提高了骨修复性能。由于这些优点，体内和体外实验都表明，所设计的支架具有出色的生物相容性和骨修复性能。这些特征表明，有机-无机生物矿化混合支架可以成为临床骨修复的潜在骨移植替代品。

多重耐药 （MDR） 细菌感染已成为全球公共卫生面临的最大威胁之一。治疗困难的一个原因是缺乏适当的递送策略进入 MDR 细菌生物膜，其中厚的细胞外聚合物物质 （EPS） 层阻碍了抗生素和纳米颗粒的渗透。在这里，我们提出了一种载药脂质体和噬菌体的新型生物活性纳米偶联物，用于靶向根除骨科感染中的 MDR 生物膜。噬菌体 Sb-1 具有降解 EPS 的能力，与载有抗生素的脂质体偶联。遇到生物膜后，噬菌体 Sb-1 降解 EPS 结构，从而增加细菌对抗生素的敏感性，并允许抗生素深入生物膜。结果，使用低剂量抗生素可以有效去除 MDR 细菌生物膜，这在本研究中通过体外和体内研究得到了证明。值得注意的是，在大鼠人工关节感染 （PJI） 模型中，我们发现脂质体-噬菌体纳米偶联物可以有效降低感染区域的细菌载量，并显着促进骨髓炎的恢复。因此，人们相信噬菌体和脂质体的结合可以为治疗骨科感染开辟新的可能性，可能是深层组织中的其他感染。

鉴于骨折的自愈能力有限且难以根除感染，管理骨折感染是创伤骨科的一项重大挑战。在这项研究中，Cu2MoS4 纳米颗粒 （CMS） 具有制备的酶样活性以及 pH 值和近红外 （NIR） 光响应性。这些 CMS 与甲基丙烯酸明胶 （GelMA） 结合，合成具有抗菌和骨组织修复促进能力的 CMS 水凝胶 （CMSs@Gel）。体外和体内实验表明，CMSs@Gel具有良好的生物相容性;过氧化物酶样 （POD）、氧化酶样 （OXD） 和过氧化氢酶样 （CAT） 活性;优异的光热转换效率;和免疫调节能力。此外，CMSs@Gel表现出缓慢的降解，使其能够发挥不同的 pH 响应酶活性，并在整个处理过程中调节活性氧 （ROS） 的产生和巨噬细胞的极化。值得注意的是，这些效果在近红外 （NIR） 光下会显著增强。此外，在 NIR 照射下，CMSs@Gel将骨折环境维持在温和的温度 （40–42 °C），促进成骨和血管生成。综上所述，该CMSs@Gel增强骨折感染期间的杀菌活性，有效促进感染控制后骨折愈合，提供长期治疗效果。本研究为未来骨折感染的分期和长期治疗提供了强有力的理论基础。

周围神经缺损带来了复杂的骨科挑战，临床干预的效果有限。神经支架内雪旺细胞的增殖不足和功能障碍阻碍了神经修复的有效性。我们以前的研究表明镁封装的生物活性水凝胶在修复神经缺损方面的有效性。然而，其镁离子的快速释放限制了其对长期神经再生的功效，其分子机制仍不清楚。本研究利用静电纺丝技术制备了用于周围神经再生的 MgO/MgCO3/聚己内酯 （PCL） 多梯度纳米纤维膜。我们的研究结果表明，通过仔细调整可快速降解的 MgO 和可缓慢降解的 MgCO3 的浓度或比例，以及静电纺丝层的数量，多梯度支架在 6 周内有效地维持了 Mg2+ 的释放。此外，本研究提供了对 Mg2+ 诱导神经再生机制的见解，并证实 Mg2+ 有效促进雪旺细胞增殖、迁移和向修复表型的转变。通过采用转录组测序技术，该研究确定了 Wingless/integrase-1 （Wnt） 信号通路是神经再生过程中影响雪旺细胞功能的关键机制。植入大鼠 10 mm 临界大小的神经缺损后，MgO/MgCO3/PCL 多梯度纳米纤维结合 3D 工程 PCL 神经导管术后 12 周显示肌肉组织的轴突再生、髓鞘再生和神经再神经支配增强。 综上所述，本研究成功开发了一种具有可调 Mg2+ 释放特性的创新型多梯度长效 MgO/MgCO3/PCL 纳米纤维，强调了镁包埋生物材料治疗神经系统疾病的分子机制，为未来的临床转化奠定了坚实的理论基础。