人工关节置换术（TJA）是治疗终末期骨关节炎的有效手段，然而术后假体周围骨溶解及无菌性松动却成为困扰临床的难题。假体磨损颗粒诱导的慢性炎症环境，导致骨代谢稳态失衡，表现为成骨和血管生成不足、破骨活性增强，最终引发骨溶解和假体松动。如何精准靶向并有效调控假体周围的骨代谢稳态，成为骨科领域亟待解决的关键问题。

近日，浙江大学医学院附属第一医院骨科团队在国际知名期刊Bioactive Materials 发表了一项突破性研究成果，首次提出并成功构建了一种融合外泌体（f-exo）系统，通过融合M2型巨噬细胞来源外泌体（M2-exo）和尿液干细胞来源外泌体（USC-exo），实现了对假体周围骨溶解区域的精准靶向和骨代谢稳态的有效调控。

外泌体是一种天然的纳米级囊泡，具有良好的生物相容性和药物递送能力。研究团队创新性地提出将两种不同来源的外泌体融合，构建出一种全新的融合外泌体（f-exo）：

研究团队通过超声波融合和脂质体挤压技术，成功制备了融合外泌体（f-exo），并通过透射电镜、纳米流式细胞术、蛋白质组学分析等多种手段证实了f-exo的成功构建及其稳定性。

图1 f-exo的制备与表征

研究团队首先通过一系列体外实验验证f-exo对于骨代谢稳态的调控作用，结果显示f-exo显著提高了骨髓间充质干细胞（BMSC）的成骨分化能力，增加了碱性磷酸酶（ALP）活性、钙结节形成和胶原蛋白生成，显著上调了RUNX2、sp7等关键成骨转录因子的表达。

同时f-exo显著抑制了巨噬细胞向破骨细胞的分化，减少了破骨细胞数量和活性，降低了ROS生成，抑制了NFATC-1、TRAP、CTSK等破骨相关蛋白的表达。

另外，f-exo显著增强了人脐静脉内皮细胞（HUVEC）的迁移和管腔形成能力，上调了CD31、EMCN、VEGF、HIF1α等血管生成相关蛋白的表达，促进血管生成。证实了f-exo在调控骨代谢稳态方面的显著优势。

图2 f-exo对骨代谢稳态的调节作用

团队接着在钛颗粒诱导的小鼠颅骨骨溶解模型中验证f-exo在体内的精准靶向能力，通过荧光标记和活体成像技术，发现f-exo能够显著富集于骨溶解区域，靶向效率远高于单独使用USC-exo或简单混合的外泌体。而且f-exo继承了M2-exo的炎症趋化特性，能够有效穿透血管屏障，精准靶向炎症区域，显著延长了外泌体在体内的循环时间。

图3 f-exo靶向植入假体周围骨溶解区域

研究团队进一步在小鼠颅骨骨溶解模型中检测f-exo的治疗效果，Micro-CT结果显示，f-exo显著改善了骨溶解区域的骨量，增加了骨体积分数（BV/TV），降低了骨表面积/骨体积（BS/BV）和总孔隙率。

组织学分析显示，f-exo显著减少了炎症细胞浸润，降低了炎性骨膜厚度，抑制了破骨细胞活性，促进了骨组织修复和血管生成。

图4 f-exo对体内假体周围骨溶解的影响

最后，团队通过蛋白质组学分析，以揭示f-exo发挥靶向调控骨代谢稳态的潜在机制。结果显示f-exo继承了M2-exo和USC-exo的多种功能蛋白，如整合素αMβ2（Mac-1），能够介导外泌体与炎症内皮细胞的特异性结合，增强靶向能力。f-exo富含多种调控HIF-1、Wnt等信号通路的蛋白，如SERPINE1、ATP6AP2等，能够协同促进血管生成、成骨分化，抑制破骨细胞形成。

图5 f-exo的蛋白质组学分析

本研究首次提出并成功构建了融合外泌体（f-exo）系统，实现了对假体周围骨溶解区域的精准靶向和骨代谢稳态的有效调控，为临床防治假体周围骨溶解提供了全新的治疗策略。同时，这一创新的融合外泌体技术也为其他疾病的靶向药物递送系统开发提供了新的思路和方法。