羊毛角蛋白膜修复骨缺损：首次活体验证完成

King's College London 的研究团队从羊毛中提取角蛋白，制成引导骨再生（GBR）膜，在鼠颅骨缺损模型中首次完成了活体动物验证。这项研究发表在 Biomaterials Advances 上（DOI: 10.1016/j.bioadv.2026.214806）。

胶原膜的局限

引导骨再生是骨科和口腔种植中常用的治疗手段。原理是在骨缺损区域覆盖一层屏障膜，阻止软组织侵入，为骨细胞创造再生空间。过去约 30 年，胶原膜一直是 GBR 的金标准材料，通常取自牛或猪组织。

但胶原膜存在明显短板：降解速度过快，在大面积或承重缺损中常在骨组织完全再生前就已失效；机械强度不足，结构容易塌陷；提取工艺复杂，成本较高。

角蛋白膜的方案

角蛋白是羊毛的主要结构蛋白，富含半胱氨酸，可通过二硫键交联形成高度稳定的分子网络。研究团队从羊毛中提取角蛋白，通过内在蛋白相互作用和可控交联工艺，制成生物仿生膜。

体外实验阶段，团队将人骨髓间充质干细胞培养在角蛋白膜上。结果显示细胞存活率高，并按时间顺序上调了早期和晚期成骨标志物，证明角蛋白表面能支持完整的成骨分化过程。

动物实验结果

团队在 大鼠颅骨上制造了临界尺寸缺损（即不会自愈的缺损大小），植入角蛋白膜后通过微 CT 和组织学分析追踪骨再生情况。

结果显示：

• 角蛋白膜成功引导骨组织跨越缺损区域生长
• 缺损处骨组织实现了桥接，组织结构有序
• 与周围软组织整合良好，膜在整个愈合过程中保持稳定
• 胶原膜虽然产生了更多的骨体积，但角蛋白支架生成的骨组织纤维排列更有序、空间结构更接近天然健康骨

团队认为，角蛋白膜发挥的不仅是物理屏障作用，而是作为生物活性基底，支持了更协调的成骨过程和组织成熟。

可持续性与展望

角蛋白的另一个优势是来源可持续。羊毛是畜牧业的常见副产物，原料可再生且成本较低，规模化生产前景好。

目前这项研究的局限也很明显：所有动物数据来自单一的大鼠颅骨模型，缺损尺寸和愈合机制与人体颌骨、长骨差异较大。后续需要更大动物模型（兔、羊、猪）的验证，以及独立实验室的重复实验，才能评估其向临床转化的可能性。

来源：Biomaterials Advances · King's College London