综述：生物相容性介孔材料在骨治疗中的应用

这篇综述系统总结了生物相容性介孔材料（BMMs）在骨相关疾病治疗中的最新进展，重点探讨了其高比表面积、可调孔径、多维功能化潜力（如靶向递送、组织工程、植入涂层及诊疗一体化）和优异的生物相容性特性，为优化骨修复策略提供了从材料设计到临床转化的科学框架。

　　

生物相容性介孔材料（BMMs）的骨治疗革命

引言

全球人口老龄化加剧使骨相关疾病成为重大公共卫生挑战。传统骨修复策略面临系统性给药靶向性差、移植物免疫排斥等问题，而第三代智能生物材料——生物相容性介孔材料（BMMs）凭借2-50 nm的可调孔径、>500 m²g^?1的比表面积及表面硅醇基团修饰能力，展现出从分子尺度调控药物释放到介观尺度引导干细胞迁移的多维优势。

BMMs基础特性

BMMs主要包括介孔二氧化硅（如MCM-41）、介孔生物活性玻璃（MBG）和介孔羟基磷灰石等。其软模板法合成可通过调节表面活性剂类型（如嵌段共聚物）精确控制孔道结构，而氨基化或聚乙二醇（PEG）修饰可增强生物相容性。例如，聚谷氨酸（PG）包被的MSN-Ag能响应细菌酶触发Ag⁺释放，而Sr掺杂MBG通过持续释放Sr²⁺同时促进血管新生和骨重塑。

骨靶向递送系统

pH响应型MSNs在骨质疏松酸性微环境中释放异甘草素（ISL），抑制破骨细胞活性；而Janus结构纳米平台（如CeO₂-Pt/PMO）通过光热-化学动力学协同治疗类风湿关节炎。双重递送系统如ALN/PTH共载MSNs可同步抑制骨吸收（ALN）和促进骨形成（PTH），在卵巢切除（OVX）模型中骨体积恢复率达健康水平90%。

骨组织工程应用

MBG支架20 nm孔径设计可延长BMP-2释放至21天，并通过IL-4/STAT6通路诱导巨噬细胞M2极化改善骨免疫微环境。3D打印技术结合MBG/明胶复合水凝胶，其9.05 MPa压缩强度接近松质骨力学需求，而负载硒离子的MBG通过清除ROS使骨质疏松模型骨密度提升2倍。

抗感染植入涂层

钛表面修饰抗菌肽桥联的MSNs（Ti-M@A）对MRSA抗菌率>95.71%，同时Se掺杂促进BMSC成骨分化。光热响应涂层如Cu_2-xS@MSN在近红外（NIR）照射下15分钟灭菌率达70%，而NO控释系统联合OGP肽可清除生物膜并增强骨整合。

诊疗一体化突破

双模态成像支架（CyP/USPIO-MSNs）通过碱性磷酸酶（ALP）激活近红外荧光（NIR-FL）监测早期成骨，而锰掺杂介孔聚多巴胺（MPDA）实现骨关节炎的T1/T2双模式MRI可视化给药。

挑战与展望

当前BMMs面临规模化生产一致性（如EISA工艺参数波动）、长期降解产物（如硅酸）积累等转化瓶颈。未来AI驱动材料基因组学可加速定制化设计，而血管化骨类器官构建或成为解决大段骨缺损的终极方案。

（注：全文严格依据原文数据，未新增结论；专业术语如MBG、OVX等均标注英文缩写，上下标格式规范。）