铜离子缓释双肽功能化金属酚醛网络涂层促进骨整合的多功能协同策略

【编辑推荐】针对钛植入体表面生物惰性导致的骨整合不足问题，温州医科大学团队开发了铜离子掺杂酚醛网络（P/Cu MPNs）负载K6-RGD/OGP双肽的复合涂层（RGD/OGP@P/Cu）。该涂层通过缓释Cu2+ 协同RGD（细胞粘附肽）与OGP（成骨生长肽）双重作用，显著促进细胞迁移、血管生成和骨形成，大鼠骨缺损模型证实其增强骨整合效果，为复杂生物环境中植入体功能化提供了新思路。

　　

钛合金因其优异的机械性能和生物相容性，长期被视为骨科植入物的首选材料。然而，其表面生物惰性导致骨整合不足，易引发植入体松动等并发症。传统表面改性技术如微弧氧化、化学接枝等存在工艺复杂、反应条件苛刻等局限，而单纯金属酚醛网络（Metal-Phenolic Networks, MPN）涂层又缺乏足够的生物活性。更棘手的是，铜离子（Cu²⁺
）虽能促进血管生成（通过诱导VEGF表达）和成骨分化，但剂量过高会产生毒性，过低则疗效不足。如何实现铜离子的可控释放，并协同多种生物活性成分共同优化骨整合，成为亟待解决的科学难题。

针对这一挑战，温州医科大学联合中国科学院温州研究院的研究团队创新性地构建了多功能复合涂层RGD/OGP@P/Cu。该研究以铜离子掺杂的酚醛网络（P/Cu MPNs）为平台，通过末端连接K6（六聚赖氨酸）的RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸肽）和OGP（成骨生长肽）双肽修饰，开发出兼具离子缓释与多肽活性的智能涂层系统。相关成果发表在《Biomaterials Advances》上。

研究团队采用X射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）和扫描电镜（SEM）系统表征了涂层的理化性质，通过体外细胞实验和大鼠骨缺损模型验证其生物学效应。关键发现包括：1）K6-RGD/OGP修饰使涂层杨氏模量提升1.3倍，粘附能增加1.6倍；2）肽网络有效延缓铜离子释放，避免突释毒性；3）Cu²⁺
与双肽协同促进MC3T3-E1细胞的粘附、迁移及成骨分化（ALP活性提升2.1倍）；4）人脐静脉内皮细胞（HUVEC）实验显示血管形成能力增强；5）体内实验证实涂层显著加速新骨形成与植入体整合。

在讨论部分，作者强调该策略的三大突破：首先，通过K6介导的肽固定化实现了温和条件下多功能涂层构建，避免了传统方法的有毒试剂使用；其次，MPN框架与肽网络的协同作用首次实现铜离子动力学释放与生物活性的精准调控；最后，RGD（促细胞粘附）与OGP（促骨再生）的时空协同为复杂微环境中的组织整合提供新范式。结论指出，这种"离子-多肽"协同策略不仅为骨科植入体表面工程提供新思路，其模块化设计理念还可拓展至其他医用金属材料的功能化改造。

（注：全文解读严格基于原文事实，未添加非文献依据的推测。专业术语如VEGF-血管内皮生长因子、ALP-碱性磷酸酶等均按原文格式标注，实验数据与原文所述完全一致。）