仿生涂层酸响应性载药MOF通过润滑-抗炎协同作用治疗骨关节炎

针对骨关节炎(OA)治疗中关节润滑不足与炎症微环境失衡的难题，研究人员开发了具有PVA/HACC仿生涂层的酸响应性Res@Cu MOF纳米颗粒(P/H-Res@Cu MOF)。该材料通过Cu2+-Res金属多酚螯合物协同抗氧化，实现酸性微环境触发药物缓释，同时PVA水化层显著提升关节润滑性。动物实验证实其能促进巨噬细胞M1向M2极化，重塑关节骨微环境，为OA治疗提供新策略。

　　

骨关节炎被称为"不死的癌症"，全球约5亿患者深受其苦。这种退行性关节疾病的核心矛盾在于：磨损的软骨导致关节润滑失效，而持续的炎症反应又加速软骨破坏，形成恶性循环。传统治疗如非甾体抗炎药仅能短期缓解症状，且全身给药易引发副作用。更棘手的是，病变关节的酸性微环境和活性氧(ROS)爆发进一步加剧组织损伤。如何打破这种"机械磨损-炎症风暴"的死亡螺旋，成为再生医学领域的重大挑战。

深圳市龙岗区第八人民医院的研究团队在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》发表创新成果，通过仿生设计将抗炎明星分子白藜芦醇(Res)与铜基金属有机框架(Cu MOF)结合，再包裹聚乙烯醇(PVA)/壳聚糖季铵盐(HACC)双聚合物涂层，构建出智能响应型纳米药物P/H-Res@Cu MOF。该研究采用溶剂热法合成Cu MOF载体，通过物理吸附负载Res，最后用PVA/HACC共混溶液构建仿生涂层。关键创新在于利用OA关节腔酸性环境触发药物释放，同时发挥PVA润滑和Cu²⁺-Res螯合物的协同治疗效应。

材料合成与表征
XRD证实成功合成具有(200)、(331)晶面的Cu MOF，SEM显示其呈规则八面体结构，粒径约500nm。FTIR检测到Res特征峰，证明其有效负载。动态光散射显示PVA/HACC涂层使Zeta电位从-18.6mV升至+32.4mV，显著提升胶体稳定性。

润滑性能评估
摩擦系数测试表明，PVA/HACC涂层使摩擦系数降低83%，达到0.018±0.003，优于健康滑液水平(0.02)。原子力显微镜证实涂层表面形成10nm厚水化层，通过氢键网络实现超润滑。

药物释放动力学
pH5.0环境下，72小时Res累积释放率达78.3%，是生理pH的2.3倍。Cu²⁺释放曲线呈现典型酸响应特征，与Res释放具有显著协同性(p<0.01)。

体外抗炎效应
LPS诱导的巨噬细胞模型中，P/H-Res@Cu MOF使IL-1β降低67%，TNF-α降低59%。流式细胞术显示M1型巨噬细胞(CD86⁺)比例从82%降至31%，同时M2型(CD206⁺)提升至58%。

体内治疗效果
MIA诱导的大鼠OA模型显示，材料注射组OARSI评分降低4.2分，软骨厚度增加2.3倍。Micro-CT显示骨赘体积减少71%，证实其有效阻断OA进展。

这项研究的突破性在于首次实现"机械润滑-化学抗炎-免疫调节"三重协同治疗。PVA/HACC涂层不仅作为药物控释"开关"，其水化层更模拟天然滑液功能；而Cu²⁺与Res形成的金属多酚网络，既能增强抗氧化活性(DPPH清除率提升至91%)，又可避免铜离子过量引发的脂质过氧化。特别值得注意的是，该材料通过重编程巨噬细胞极化状态来重塑免疫微环境，这为OA的免疫代谢治疗提供了新靶点。这种"一箭三雕"的设计策略，为开发下一代关节腔内注射制剂树立了新标杆。