《AHM》中国药科大学雷磊：双功能可注射水凝胶用于治疗骨关节炎

【研究背景】

骨关节炎（Osteoarthritis, OA）是一种普遍的慢性退行性疾病，其特征是软骨破坏和炎症反应。在OA中，炎症反应会导致关节炎症、肿胀和疼痛。长期的炎症不仅加速关节软骨的恶化，还会导致周围骨骼和软组织的损伤。目前临床治疗OA主要依赖非甾体抗炎药（NSAIDs）、镇痛药等药物缓解疼痛症状，但这些治疗并不能有效阻止或逆转OA的潜在病理过程。因此，开发更安全有效的OA治疗方法是必要的。

【研究思路】

此研究开发了一种双功能可注射水凝胶来改善OA的治疗。这种水凝胶能够通过清除活性氧（ROS）来抑制炎症，并起到润滑作用以减少关节磨损。研究中合成了3-氨基苯硼酸修饰的透明质酸（Hyaluronic acid, HA），然后与含羟基的聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol, PVA）交联，构建了一种双重动态共价交联水凝胶（oHA-PBA-PVA gel, Gel(HPP)）。该水凝胶具有独特的键结构，使其可注射、自愈合并提供润滑。这种创新方法通过结合抗炎和润滑效果，为OA治疗提供了新的可能性。

【研究结果】

研究团队用3-氨基苯硼酸修饰了透明质酸，然后与含羟基的聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol, PVA）交联成功开发了一种基于透明质酸的双功能可注射水凝胶Gel(HPP)，该水凝胶具备注射性、润滑性以及降低氧化应激和炎症因子表达的能力。在体外实验中，Gel(HPP)展现出良好的ROS清除能力和抗炎效果；而在体内动物模型实验中，Gel(HPP)处理的骨关节炎小鼠显示出更健康的关节状况、改善的运动能力和降低的炎症因子表达水平，表明这种水凝胶对骨关节炎治疗具有显著的潜力和效果。

图1：双重动态共价交联水凝胶Gel(HPP)的制备及其在OA治疗中的机制

图2：Gel(HPP)的形成机制、流变性质和吸水率

图3：Gel(HPP)的物理性质，（溶胶-凝胶转变、注射性、自愈合能力、SEM图像、压缩屈服强度、应力松弛率和摩擦测试）

图4：Gel(HPP)的细胞活性、ROS清除作用和抗炎效果

图5：Gel(HPP)在OA小鼠模型中的治疗效果，（治疗方案设计、关节宽度测量、运动能力评估、CT重建模型和组织染色）

【参考文献】

M.Arra, G. Swarnkar, K. Ke, J. E. Otero, J. Ying, X. Duan, T. Maruyama,M. F. Rai, R. J. O’Keefe, G. Mbalaviele, J. Shen, Y. Abu-Amer, Nat.Commun. 2020, 11, 3427.

【全文链接】

https://doi.org/10.1002/adhm.202302551

来源：至善药学