ACS Nano. 16. Dez. 2025;19(49):41803-41815. doi: 10.1021/acsnano.5c15619. Epub 4. Dez. 2025.

Entwicklung metallorganischer Netzwerke als Pflaster für die Reparatur osteoporotischer Knochenbrüche

Zusammenfassung
Die Behandlung von osteoporotischen Knochenbrüchen bleibt aufgrund der fehlregulierten Knochenumbau-Mikroumgebung, die durch übermäßige osteoklastische Resorption, beeinträchtigte osteogene Differenzierung, angiogene Dysfunktion und chronische Entzündungen gekennzeichnet ist, eine kritische Herausforderung. In dieser Arbeit entwickelten wir ein metallorganisches Netzwerk als Knochenreparatur-„Pflaster“, indem wir Poly(ethylenglycol)-Alendronat (PEG-ALN)-Konjugate mit bioaktivem Epigallocatechingallat (EGCG), Zink- und Calciumionen in ein multifunktionales Gerüst integrierten. Dieses Design nutzt die synergistischen Effekte der entzündungshemmenden und antioxidativen Eigenschaften von EGCG mit den ausgleichenden osteogenen und osteoklastischen Funktionen von ALN, Zink- und Calciumionen. In-vitro-Studien zeigten, dass das Pflaster die Proliferation und Differenzierung von Osteoblasten signifikant verbesserte und gleichzeitig die Migration von Endothelzellen und die Tubulusbildung förderte, was auf ein robustes osteogenes und angiogenes Potenzial hindeutet. In-vivo-Auswertungen in einem Modell für osteoporotische Knochenbrüche zeigten eine beschleunigte Knochenregeneration und eine verbesserte Mikrovaskularisierung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer ausgewogenen Immunantwort zur Vorbeugung chronischer Entzündungen. Mechanistisch modulierte das Pflaster die Makrophagen-Polarisierung in Richtung eines pro-regenerativen M2-Phänotyps und unterdrückte eine übermäßige Osteoklastenaktivität, wodurch das osteogen-osteoklastische Gleichgewicht wiederhergestellt wurde. Diese Studie liefert nicht nur ein therapeutisches Implantat für die osteoporotische Knochenreparatur, sondern schlägt auch eine Strategie für die Entwicklung immunmodulatorischer Gerüste vor, die auf die pathologische Knochen-Mikroumgebung abzielen.

Schlüsselwörter:Knochenreparatur; metallorganische Netzwerke; Osteoporose; Polyphenole; Tissue Engineering.

Produkt: 8-arm-PEG-NHS