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机械稳定性对骨折愈合具有关键影响，但早期力学环境如何引导炎症向再生转变仍不清楚。我们采用小鼠股骨截骨模型，比较了刚性固定、半刚性固定以及由半刚性动态调整为刚性的固定方式。半刚性固定在第21天表现出愈合延迟，而早期保持柔顺性、7天后提高刚度的策略则恢复了骨性桥接，且骨再生效果优于持续刚性固定，提示骨折后早期存在一个关键的力学敏感时间窗。通过对伤后第一周进行单细胞RNA测序并比较半刚性与刚性固定，我们发现，固定刚度在损伤后1天内即改变了细胞间信号传导。在半刚性固定条件下，除单核细胞外，髓系细胞群之间的信号传导更为广泛地增强，而与炎症消退相关的信号传导则减弱。自第5天起，骨膜祖细胞和骨骼祖细胞群逐渐增强了面向巨噬细胞和软骨细胞的软骨相关基质及生长因子信号传导，同时伴随Sox9调控子活性升高，并在第7天出现COL10⁺肥大软骨基质增多。因此，降低固定刚度会促使修复沿软骨生成方向发展，但需要提高刚度才能将这一反应重新引导至骨形成。Piezo1在参与应答的各细胞群中均有表达，且随着愈合进程推进，其表达分布在不同细胞区室之间发生转移。在刚性固定条件下，使用Yoda1激活PIEZO1可增强骨形成，但在半刚性或动态调整固定条件下未带来额外获益；而使用GsMTx4抑制机械敏感性信号传导则在所有固定条件下均损害修复。综上，这些
这些研究结果确立了早期力学环境在决定骨折愈合进程中的作用，表明其塑造了从炎症向再生的转变，并揭示成功修复并非取决于最大程度的稳定性，而是取决于何时施加刚度。增强早期机械刺激或提高细胞的机械敏感性均可促进再生，支持机械敏感性信号转导是早期愈合反应的关键组成部分。
关键词：骨折愈合 · 力学敏感窗口 · 固定刚度 · 软骨内成骨 · 单细胞RNA测序 · Piezo1机械转导
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.25.754061v1?rss=1