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  近期，廣醫(yī)三院周蕾研究員和廣東工業(yè)大學(xué)譚幗馨教授團(tuán)隊(duì)及合作者在骨質(zhì)疏松性骨折治療領(lǐng)域取得新進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種可注射的鎂-阿侖膦酸金屬有機(jī)框架（MOF）水凝膠骨粘合劑，并表明它可以抑制過度纖維化并增強(qiáng)骨修復(fù)，在大鼠骨質(zhì)疏松模型中，骨折愈合強(qiáng)度提高了27.8%。相關(guān)成果在2025年07月01日發(fā)表于國際權(quán)威期刊Nature Communications（自然通訊）。該工作得到國家自然科學(xué)基金和廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金等資助支持。

  目前，骨質(zhì)疏松性骨折的臨床治療主要依賴于抑制破骨細(xì)胞活性以減少骨吸收，其中雙磷酸鹽（Bisphosphonates, BPs）是廣泛應(yīng)用的一線藥物。盡管BPs被視為骨質(zhì)疏松癥治療的金標(biāo)準(zhǔn)，但其在骨折愈合過程中的作用機(jī)制仍存在爭(zhēng)議。研究表明，BPs可能因過度誘導(dǎo)纖維化反應(yīng)而干擾骨痂形成，從而影響骨折修復(fù)效果。盡管已有大量研究證實(shí)BPs對(duì)破骨細(xì)胞的抑制作用，但其對(duì)成纖維細(xì)胞的潛在激活效應(yīng)及其對(duì)骨折愈合的影響尚未充分闡明，這可能導(dǎo)致延遲愈合或骨不連等不良結(jié)局。值得注意的是，目前仍缺乏能夠同時(shí)抑制破骨細(xì)胞活性并減輕纖維化的治療策略，而這一雙重作用機(jī)制對(duì)于優(yōu)化骨質(zhì)疏松性骨折的修復(fù)至關(guān)重要。

  本研究提出了一種基于鎂-阿侖膦酸鹽（Mg-ALN）金屬有機(jī)框架（MOF）水凝膠的創(chuàng)新策略，以應(yīng)對(duì)當(dāng)前骨質(zhì)疏松性骨折治療的挑戰(zhàn)。該水凝膠作為一種可注射、可生物降解的骨粘合劑，不僅能夠緊密貼合不規(guī)則骨表面以提供力學(xué)支撐，還能在骨質(zhì)疏松相關(guān)的酸性微環(huán)境中響應(yīng)性降解，逐步釋放Mg²⁺和雙膦酸BPs。與傳統(tǒng)治療策略（主要依賴破骨細(xì)胞抑制以減少骨吸收）不同，本研究提出的方法同時(shí)整合了抗骨質(zhì)疏松和抗纖維化雙重機(jī)制，從而優(yōu)化骨折修復(fù)效果。尤為重要的是，首次證實(shí)，釋放的Mg²⁺可通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合硬化蛋白（SOST）并阻斷SOST/TGF-β信號(hào)通路，有效抑制成纖維細(xì)胞的過度活化，提高I/III型膠原的比例，從而調(diào)控纖維化進(jìn)程。這一機(jī)制不僅顯著減少纖維化形成，還為促進(jìn)骨基質(zhì)適當(dāng)?shù)V化和骨折愈合提供了關(guān)鍵調(diào)控靶點(diǎn)。

圖1. Mg-ALN MOF 骨粘合劑輔助固定和治療大鼠骨質(zhì)疏松性骨折

  此外，本研究結(jié)果表明，Mg-ALN MOF水凝膠治療組在12周后骨修復(fù)質(zhì)量顯著改善，其彎曲強(qiáng)度較對(duì)照組提升27.8%。該治療策略的創(chuàng)新性體現(xiàn)在其獨(dú)特的雙重作用機(jī)制：一方面通過BPs抑制破骨細(xì)胞活性，另一方面通過Mg²⁺減輕BPs誘導(dǎo)的纖維化反應(yīng)，從而有效解決了當(dāng)前骨質(zhì)疏松性骨折治療中破骨抑制與纖維化調(diào)控難以兼顧的關(guān)鍵問題。此外，該水凝膠具有良好的可注射性，為臨床提供了一種操作簡(jiǎn)便的微創(chuàng)治療選擇，具有顯著的轉(zhuǎn)化應(yīng)用價(jià)值。

  原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-60853-8