近日，我校轻工化工学院谭帼馨教授团队在骨质疏松性骨折修复研究中取得重要进展，研究成果以《Injectable magnesium-bisphosphonate MOF-based bone adhesive prevents excessive fibrosis for osteoporotic fracture repair》为题发表在自然通讯《Nature Communications》。该论文的第一作者为我校轻工化工学院肖天华博士生，通讯作者为我校轻工化工学院谭帼馨教授，广州医科大学附属第三医院周蕾研究员，广州医科大学附属第三医院巩尊磊博士后为论文共同第一作者，广东工业大学为该论文第一完成单位，主要测试工作由分析测试中心提供技术支持。
目前，骨质疏松性骨折的临床治疗主要依赖于抑制破骨细胞活性以减少骨吸收，其中双磷酸盐（Bisphosphonates, BPs）是广泛应用的一线药物。尽管BPs被视为骨质疏松症治疗的金标准，但其在骨折愈合过程中的作用机制仍存在争议。研究表明，BPs可能因过度诱导纤维化反应而干扰骨痂形成，从而影响骨折修复效果。尽管已有大量研究证实BPs对破骨细胞的抑制作用，但其对成纤维细胞的潜在激活效应及其对骨折愈合的影响尚未充分阐明，这可能导致延迟愈合或骨不连等不良结局。值得注意的是，目前仍缺乏能够同时抑制破骨细胞活性并减轻纤维化的治疗策略，而这一双重作用机制对于优化骨质疏松性骨折的修复至关重要。
本研究提出了一种基于镁-阿仑膦酸盐（惭驳-础尝狈）金属有机框架（惭翱贵）水凝胶的创新策略，以应对当前骨质疏松性骨折治疗的挑战。该水凝胶作为一种可注射、可生物降解的骨粘合剂，不仅能够紧密贴合不规则骨表面以提供力学支撑，还能在骨质疏松相关的酸性微环境中响应性降解，逐步释放惭驳2+和双膦酸叠笔蝉。与传统治疗策略（主要依赖破骨细胞抑制以减少骨吸收）不同，本研究提出的方法同时整合了抗骨质疏松和抗纤维化双重机制，从而优化骨折修复效果。尤为重要的是，研究首次证实，释放的惭驳2+可通过竞争性结合硬化蛋白（厂翱厂罢）并阻断厂翱厂罢/罢骋贵-β信号通路，有效抑制成纤维细胞的过度活化，从而调控纤维化进程。这一机制不仅显着减少纤维化形成，还为促进骨基质适当矿化和骨折愈合提供了关键调控靶点。
Mg-ALN MOF 骨粘合剂辅助固定和治疗大鼠骨质疏松性骨折
此外，本研究结果表明，Mg-ALN MOF水凝胶治疗组在12周后骨修复质量显著改善，其弯曲强度较对照组提升27.8%。该治疗策略的创新性体现在其独特的双重作用机制：一方面通过BPs抑制破骨细胞活性，另一方面通过Mg2+减轻叠笔蝉诱导的纤维化反应，从而有效解决了当前骨质疏松性骨折治疗中破骨抑制与纤维化调控难以兼顾的关键问题。此外，该水凝胶具有良好的可注射性，为临床提供了一种操作简便的微创治疗选择，具有显着的转化应用价值。
致谢：本研究得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金等项目资助。
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