El proceso de regeneración ósea es complicado y sigue siendo un desafío clínico importante regenerar defectos óseos de tamaño crítico causados por traumatismos graves, infecciones y resecciones tumorales. El metabolismo intracelular se ha encontrado que juega un papel importante en la decisión del destino celular de las células progenitoras esqueléticas. GW9508, un potente agonista de los receptores de ácidos grasos libres GPR40 y GPR120, parece tener un efecto dual de inhibir la osteoclastogénesis y promover la osteogénesis al regular el metabolismo intracelular. Por lo tanto, en este estudio, GW9508 se cargó en un andamio basado en principios de construcción biomimética para facilitar el proceso de regeneración ósea. A través de la impresión 3D y la reticulación iónica, se obtuvieron andamios de implantes híbridos inorgánico-orgánicos después de integrar andamios de beta-TCP/CaSiO impresos en 3D con un hidrogel de Col/Alg/HA. Los andamios de beta-TCP/CaSiO impresos en 3D tenían una estructura porosa interconectada que simulaba la estructura porosa y el microambiente mineral del hueso, y la red de hidrogel compartía propiedades fisicoquímicas similares a la matriz extracelular. El complejo osteogénico final se obtuvo después de que GW9508 se cargara en el andamio híbrido inorgánico-orgánico. Para investigar los efectos biológicos del complejo osteogénico obtenido, se utilizaron estudios in vitro y un modelo de defecto óseo de tamaño crítico en cráneo de rata. Se realizó un análisis de metabolómica para explorar el mecanismo preliminar. Los resultados mostraron que 50 M de GW9508 facilitaron la diferenciación osteogénica al aumentar la expresión de genes osteogénicos, incluyendo , , y in vitro. El complejo osteogénico cargado con GW9508 mejoró la secreción de proteínas osteogénicas y facilitó la formación de nuevo hueso in vivo. Finalmente, los resultados del análisis de metabolómica sugirieron que GW9508 promovió la diferenciación de células madre y la formación ósea a través de múltiples vías de metabolismo intracelular, incluyendo el metabolismo de purinas y pirimidinas, el metabolismo de aminoácidos, el metabolismo del glutatión y el metabolismo de taurina e hipotaurina. Este estudio proporciona un nuevo enfoque para abordar el desafío de los defectos óseos de tamaño crítico.