中科院研发靶向水凝胶微球，可精准治疗早期骨关节炎

中科院研发靶向水凝胶微球，可精准治疗早期骨关节炎

骨关节炎是一种常见的退行性骨关节疾病，会导致疼痛、功能障碍及永久性关节损伤。目前，骨关节炎病情发展被普遍认为是不可逆的。因此，在骨关节炎早期进行及时治疗并延缓其发展具有重要意义。关节间润滑缺失是骨关节炎的重要病因之一，但由于骨关节炎早期病灶微小，现有的生物润滑剂难以精准地靶向小面积的炎症病灶，从而防止进一步的软骨损伤。

针对以上问题，中国科学院上海高等研究院先进润滑材料实验室研究员李久盛、鲁恒毅，联合中南大学湘雅医院医师王运佳，共同开发了抗体介导的靶向润滑水凝胶微球。该微球可以实现对早期骨关节炎病灶的精准靶向和局部润滑防护，阻止病情发展。相关研究成果以Precise Lubrication and Protection of Cartilage Damage by Targeting Hydrogel Microsphere为题，发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。

该研究利用甲基丙烯酰化明胶和聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱（PSBMA）组成的水凝胶微球作为润滑基底材料，并将其表面修饰抗I型胶原蛋白抗体作为靶向介质。研究显示，靶向水凝胶微球可以精准靶向和润滑软骨损伤区域。靶向水凝胶微球表现出对骨关节炎早期炎症部位的特异性靶向；同时，PSBMA的添加提高了微球的亲水性，使其在表面形成稳定的水合层，减少摩擦系数。实验结果显示，与标准生理盐水相比，靶向水凝胶微球的平均摩擦系数降低了51.2%；与传统的生物润滑剂透明质酸溶液相比，靶向水凝胶微球的摩擦系数降低了35.5%。体外与体内实验表明，靶向水凝胶微球具备良好的生物相容性，可缓解早期骨关节炎大鼠的症状，改善关节功能，并延缓其骨关节炎的进展。

研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国博士后科学基金、上海浦江人才计划和湖南省自然科学基金的支持。

这项研究为骨关节炎的早期治疗提供了全新策略，有望显著改善患者的预后和生活质量。同时，该研究也为其他关节疾病的治疗提供了新的思路和方法。随着进一步的研究和临床试验，这种靶向水凝胶微球有望成为骨关节炎治疗的重要手段。

值得一提的是，四川大学张兴栋院士团队王启光/樊渝江也报道了一种基于CRISPR/Cas9在体基因编辑的方法，利用可特异性靶向软骨细胞的杂化外泌体（CAP/FGF18-hyEXO）装载FGF18基因编辑工具，有效地在体内基因组层面激活OA软骨细胞的FGF18基因。在此基础上，利用微流控和光聚合技术将其包封于甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸（HAMA）可注射性微凝胶中，通过脂质边界效应形成自我更新的水合层，为运动时的关节摩擦提供持久的润滑作用。研究发现，结合体内FGF18基因编辑和持续润滑可协同促进软骨再生、减轻炎症和防止软骨基质降解，具有较大的临床应用潜力。该工作以“Injectable microgels with hybrid exosomes of chondrocyte-targeted FGF18 gene-editing and self-renewable lubrication for osteoarthritis therapy”为题在国际权威期刊Advanced Materials上发表。

此外，浙江省自然科学基金也资助了多个相关研究项目，如杭州医学院的“骨关节炎治疗和骨软骨缺损仿生润滑水凝胶的构建及生物性能研究”，这些研究将进一步推动骨关节炎治疗技术的发展。