雷一霆等研发自更新水合润滑载药水凝胶微球治疗骨关节炎

图1：自更新水合润滑载药水凝胶微球的设计示意图

雷一霆和王雨平博士生等在Science Advances上在线报道了他们的研究技术——“自更新水合润滑载药水凝胶微球 Injectable hydrogel microspheres with self-renewable hydration layers alleviate osteoarthritis，用于治疗骨关节炎。该研究团队将负载雷帕霉素（RAPA）的阳离子脂质体与甲基丙烯酸化透明质酸（HAMA）进行混合，进一步通过微流控技术和光引发的自由基聚合反应，创新性地制备出兼具“自更新”水合润滑功能和维持细胞稳态作用的可注射脂基-水凝胶微球，并用于骨关节炎软骨损伤修复。

该团队首先利用薄膜分散法制备脂质体，发现其呈多层椭圆囊状结构，具有良好的分散性，且带正电，这将有助于脂质体通过静电相互作用与软骨中带负电的糖胺聚糖（GAG）相结合，从而起到软骨靶向的作用。与此同时，利用微流控技术制备的脂基-水凝胶微球呈现单分散，形态均一，粒径分布窄，这将有助于水凝胶微球进行滚动润滑，进一步地利用非共价相互作用将脂质体分散在HAMA水凝胶微球中形成“脂质体储存库”，发现其能够在表面发生磨损的情况下，不断暴露出包裹于内部的脂质体，形成“自更新”的水合润滑层，并能够作为“滚动轴承”降低系统中的摩擦。这将大大提高水凝胶微球对摩擦的耐受性，进而在关节等需要长期发生相对摩擦的生物界面中发挥稳定持续的润滑作用。最后通过生物学实验发现该脂基-水凝胶微球可以利用“自更新”的水合润滑层和“滚动轴承”效应发挥润滑作用，同时通过递送RAPA来维持软骨细胞稳态，从而达到减少关节软骨磨损、抑制软骨退变的目的，进而延缓骨关节炎的发展。

综上，该研究创新性地构建了一种简单而有效的自更新水合润滑载药水凝胶微球，能够在关节等摩擦界面中发挥稳定的润滑作用，同时通过持续缓慢的药物递送来发挥协同作用，为骨关节炎的治疗提供了一种新策略。
 

期刊页码：Science Advances. 2022,8, eabl6449.

论文链接：http://doi.org/10.1126/sciadv.abl6449