关节炎的康复性治疗的距离越来越短了
芡实是江南人经常吃的食物,民间一般称之为鸡头米、刺莲蓬实。秋季是芡实成熟的季节,此时收取果实,除去外果皮,可以球形获得的芡实种子。新鲜的芡实种子表面与果皮之间具有及其润滑的界面,与关节软骨界面的表面润滑特性类似。
骨关节炎(osteoarthritis,OA)是一种不可逆转的退行性病变,也是一种与润滑反应有关的关节疾病,其特点是关节表面的软骨被破坏和关节腔内的炎症反应。
当前,对于OA的保守疗法主要集中于抑制关节腔微环境内的炎症反应,以期阻止关节软骨的退变,延缓疾病进程,然而疗效不佳,其原因可能在于忽略了正常关节界面的超润滑环境遭到破坏,也是OA的重要病理改变。
所以,在抑制炎症的同时并改善关节腔的超润滑微环境,是解决此困境的重要方法。生物纳米材料因具有特殊的性质如靶向性、药物控释性等在各种疾病中得到了广泛的研究,然而,如何构建具有超润滑特性的纳米材料,实现膝关节局部超润滑环境的恢复,是尚未解决的难题。
图1仿芡实种子超润滑纳米颗粒用于治疗骨关节炎
受植物芡实的种子结构的启发,上海交大医学院附属瑞金医院/上海市伤骨科研究所邓廉夫教授研究团队的崔文国教授、齐进副主任与清华大学摩擦学国家重点实验室张洪玉副教授研究团队合作,采用一步光聚合法制备润滑分子聚磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐接枝的介孔二氧化硅纳米颗粒,并同时负载抗炎药物双氯芬酸钠,从而实现可关节腔内注射的新型超润滑载药纳米颗粒。该超润滑颗粒可以实现
(1)关节腔内局部注射和富集;
(2)提高关节面润滑能力;
(3)缓解关节面的摩擦损伤;
(4)局部释药物精准治疗关节炎等优点。
体内外研究结果表明,构建的超润滑纳米颗粒在体外能够从基因和蛋白两个水平上发挥对软骨细胞的保护作用;在体内,采用大鼠OA模型,影像学评估和组织病理染色结果都证明构建的超润滑纳米颗粒能够抑制OA的疾病发展。
图2超润滑纳米颗粒抑制OA的疾病进展
研究首次构建了模拟关节间隙超润滑环境的纳米颗粒,并能够有效的抑制OA软骨的退变和损伤,是纳米材料应用于OA治疗的新的突破。研究成果以“Euryale Ferox Seed-Inspired Superlubricated Nanoparticles for Treatment of Osteoarthritis”为题,发表于Advanced Functional Materials 2019;29:1807559上。
论文第一作者:燕宇飞,孙涛,张宏博;
上海交通大学医学院附属瑞金医院、上海市伤骨科研究所为第一完成单位。
论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.201807559
项目资助:国家自然科学基金等项目资助。
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