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摘要 目的 探讨负载人脐带间充质干细胞外泌体（hUCMSC⁃Exos）的可注射光固化高孔隙率甲基丙烯酸明胶（Porous GelMA）/甲基丙烯酰化丝素蛋白（SilMA）复合水凝胶（PSE）促进膝关节软骨再生的效果及其机制。
方法 将60 g/L Porous GelMA与200 g/L SilMA溶液按6∶1体积比混合，紫外照射30 s固化，制得Porous GelMA/SilMA水凝胶（P/S6）。hUCMSC⁃Exos通过差速离心联合超滤法提取，以200 μg/ml与Porous GelMA/SilMA复合溶液混合后紫外固化30 s形成负载Exos的PSE。将大鼠软骨细胞（P1代）分为对照组、P/S6组和PSE组，检测PSE的孔隙率、抗压强度及Exos缓释特性。软骨细胞分为对照组、白细胞介素⁃1β（IL⁃1β）组、P/S6组、PSE组；IL⁃1β组、P/S6组和PSE组细胞经10 ng/ml IL⁃1β处理24 h构建体外软骨缺损模型，分别与完全培养基、P/S6提取液和PSE提取液共培养3 d，对照组细胞不作处理；通过Western blot和qRT⁃PCR检测软骨蛋白聚糖抗体（ACAN）、性别决定区Y框蛋白9（SOX9）、基质金属蛋白酶13（MMP13）、Ⅱ型胶原（COLⅡ）的表达水平。小鼠单核巨噬细胞白血病细胞（RAW264.7）分为对照组、P/S6组、PSE组，分别用完全培养基、P/S6、PSE提取物培养基培养3 d，通过qRT⁃PCR检测精氨酸酶1重组蛋白（ARG1）、甘露糖受体（CD206）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的表达水平。通过转录组测序筛选PSE促进软骨细胞再生的差异基因，富集分析关键信号通路。选取24只SD大鼠建立软骨缺损模型，按随机数字表法分为损伤对照组、P/S6组、PSE组（每组8只）。暴露大鼠右膝关节，随后用钻头在大鼠股骨髌骨沟中心钻一个直径2 mm、高1 mm的孔。损伤对照组用磷酸盐缓冲液处理，P/S6组和PSE组注入对应水凝胶后光固化，随后逐层缝合切口，伤后6、10周取标本行HE染色、番红固绿染色观察各组软骨缺损再生情况，免疫组化染色检测各组软骨损伤区域COLⅡ、MMP13、ARG1和CD206的阳性细胞面积。
结果 PSE具有与天然软骨匹配的抗压强度（0.41 MPa）、高孔隙率（85%）及Exos缓释能力（14 d释放率约85%）。软骨细胞修复实验中，与IL⁃1β损伤组相比，PSE组显著上调软骨合成代谢标志物表达（COLⅡ提升2.1倍，ACAN提升1.8倍，SOX9提升1.5倍（P<0.01），同时显著抑制分解代谢标志物表达（MMP13降低52%）（P<0.01）。巨噬细胞极化实验中，相较于对照组，PSE组诱导巨噬细胞ARG1表达量提高68%（P<0.01），促进巨噬细胞的M2极化。转录组分析结果表明，PSE通过激活磷脂酰肌醇3⁃激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）通路和细胞外基质（ECM）受体互作通路促进ECM合成，并抑制炎症相关基因表达。动物实验中，组织学显示PSE组缺损区形成表面光滑连续的透明软骨。PSE组术后10周新生软骨标志物COLⅡ阳性细胞面积为（9.94±0.26）%，大于损伤对照组的（1.67±0.11）%（P<0.01），同时M2巨噬细胞标志物CD206阳性细胞面积达（14.44±0.23）%，大于损伤对照组的（3.41±0.36）%（P<0.01）。
结论 成功构建的PSE通过“ECM合成代谢增强⁃炎症微环境重塑”双重作用机制，显著促进膝关节软骨缺损的再生修复。其核心机制在于PSE负载的Exos特异性激活PI3K/Akt信号通路（促进软骨细胞增殖与存活）和ECM⁃受体互作通路（驱动ECM合成与组装），同时有效诱导巨噬细胞向M2抗炎表型极化，从而协同调控软骨ECM代谢并抑制炎症反应。
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