近日，华东理工大学材料科学与工程学院刘昌胜教授研究团队在开发多功能纳米颗粒用于系统性骨质疏松治疗研究方面取得新进展。相关研究成果已经发表在国际权威期刊《ACS applied materials & interfaces》（IF=8.3、Q1期刊）上。

骨质疏松症是一种代谢性疾病，其特征为骨量减少和微结构恶化，导致骨脆性增加和骨折风险上升。骨质疏松症影响全身许多骨骼部位，包括手腕、臀部和脊柱，因此需要全身性治疗来针对整个骨骼。从病理学角度看，原发性骨质疏松是由于骨吸收加速，超过了骨形成的速度。在临床治疗中，抑制破骨细胞活性和促进成骨细胞形成都是治疗骨质疏松症的典型方法，但现有药物存在严重副作用、非靶向递送和局部治疗效果不佳等问题。因此，需要开发新的治疗策略来改善骨质疏松症治疗中的骨靶向递送，并增强全身性骨修复。

纳米技术在骨质疏松治疗中有所应用，如聚合物囊泡和纳米载体被用于递送抗骨质疏松药物，但这些纳米载体主要作为药物递送工具，其自身性质对骨细胞的影响尚不明确，且当前治疗策略多为单向干预，仅专注于减少骨吸收或增加骨形成，而非同时调节骨重塑的两个过程，限制了治疗效果。

金属 - 酚醛网络（MPNs）是一类新兴材料，具有高度模块化和多种功能，可作为 pH 响应性药物载体，整合金属和酚类化合物的生物活性。然而，此前研究仅评估了 MPN 涂层植入支架对局部骨再生的影响，基于 MPN 纳米颗粒（NPs）对骨重塑及相关全身性骨质疏松症的研究尚未开展。

在本研究中，研究人员开发了一种基于MPNs的多功能纳米颗粒（t-MPN NPs ），用于通过调节破骨细胞和成骨细胞来治疗系统性骨质疏松症。在骨质疏松微环境中，MPN纳米颗粒降解并触发释放生物活性金属（如锶离子，Sr²⁺）以促进成骨，以及功能化酚类（如表没食儿茶素没食子酸酯，EGCG）以抑制破骨细胞形成。通过尾静脉注射这些纳米颗粒到卵巢切除小鼠模型中，显著预防了股骨头和椎体的骨小梁丢失，同时增加了骨小梁体积并减少了骨小梁分离。此外，研究还发现，这些MPN纳米颗粒在体外能够抑制破骨细胞激活，同时促进成骨分化和矿化。具体来说，Sr²⁺增强了成骨细胞分化的效果，而EGCG减少了激活的破骨细胞数量。当两者结合时，Sr²⁺和EGCG对成骨细胞和破骨细胞产生了协同效应。更重要的是，体内结果表明，MPN纳米颗粒通过抑制骨吸收有效地增加了去卵巢（OVX）小鼠的骨体积，特别是在股骨和椎体等不同骨骼区域。

总体而言，这项工作提供了一种探索MPN纳米材料用于治疗系统性骨质疏松症及相关骨科疾病的新方法。研究结果表明，MPN纳米颗粒在调节骨细胞活性、促进骨形成和抑制骨吸收方面具有显著的潜力，为骨质疏松症的治疗提供了新的思路和策略。

文章中，利用博鹭腾AniView 多模式动物活体成像系统对t-MPN NPs 的体内分布和骨靶向能力进行了研究。结果表明，在相同剂量的荧光纳米颗粒下，t-MPN NPs 在左右股骨处的平均荧光强度均强于 nt-MPN NPs，这表明在骨质疏松小鼠体内，t-MPN NPs 相较于 nt-MPN NPs 具有更好的骨亲和力，能更有效地在骨组织中富集。此外，对注射纳米颗粒 24 小时后的小鼠进行解剖，收集心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏和股骨等器官检测荧光强度，结果显示 t-MPN NPs 在骨质疏松骨中的沉积明显优于 nt-MPN NPs，进一步证实了其良好的骨靶向性。
 

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DOI：http://doi.org/10.1021/acsami.4c18829