【研究背景】

骨關節炎（Osteoarthritis, OA）是一種普遍的慢性退行性疾病，其特征是軟骨破壞和炎癥反應。在OA中，炎癥反應會導致關節炎癥、腫脹和疼痛。長期的炎癥不僅加速關節軟骨的惡化，還會導致周圍骨骼和軟組織的損傷。目前臨床治療OA主要依賴非甾體抗炎藥（NSAIDs）、鎮痛藥等藥物緩解疼痛癥狀，但這些治療并不能有效阻止或逆轉OA的潛在病理過程。因此，開發更安全有效的OA治療方法是必要的。

【研究思路】

此研究開發了一種雙功能可注射水凝膠來改善OA的治療。這種水凝膠能夠通過清除活性氧（ROS）來抑制炎癥，并起到潤滑作用以減少關節磨損。研究中合成了3-氨基苯硼酸修飾的透明質酸（Hyaluronic acid, HA），然后與含羥基的聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol, PVA）交聯，構建了一種雙重動態共價交聯水凝膠（oHA-PBA-PVA gel, Gel(HPP)）。該水凝膠具有獨特的鍵結構，使其可注射、自愈合并提供潤滑。這種創新方法通過結合抗炎和潤滑效果，為OA治療提供了新的可能性。

【研究結果】

研究團隊用3-氨基苯硼酸修飾了透明質酸，然后與含羥基的聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol, PVA）交聯成功開發了一種基于透明質酸的雙功能可注射水凝膠Gel(HPP)，該水凝膠具備注射性、潤滑性以及降低氧化應激和炎癥因子表達的能力。在體外實驗中，Gel(HPP)展現出良好的ROS清除能力和抗炎效果；而在體內動物模型實驗中，Gel(HPP)處理的骨關節炎小鼠顯示出更健康的關節狀況、改善的運動能力和降低的炎癥因子表達水平，表明這種水凝膠對骨關節炎治療具有顯著的潛力和效果。

圖1：雙重動態共價交聯水凝膠Gel(HPP)的制備及其在OA治療中的機制

圖2：Gel(HPP)的形成機制、流變性質和吸水率

圖3：Gel(HPP)的物理性質，（溶膠-凝膠轉變、注射性、自愈合能力、SEM圖像、壓縮屈服強度、應力松弛率和摩擦測試）

圖4：Gel(HPP)的細胞活性、ROS清除作用和抗炎效果

圖5：Gel(HPP)在OA小鼠模型中的治療效果，（治療方案設計、關節寬度測量、運動能力評估、CT重建模型和組織染色）

【參考文獻】

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.

【全文鏈接】

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

來源：至善藥學