抗血管生成与抗炎协同的炎症响应性水凝胶TA-Mg@Bev iHGs加速软骨修复研究

本研究针对软骨损伤修复中血管入侵和炎症微环境的双重挑战，开发了一种负载贝伐单抗(Bev)的无限配位纳米聚合物(TA-Mg@Bev)增强的炎症响应性水凝胶(TA-Mg@Bev iHGs)。通过酚羟基介导的氢键动态网络实现药物缓释，该体系显著促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)成软骨分化，抑制软骨细胞肥大化，并有效阻断人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的血管生成。兔全层软骨缺损模型证实其通过调控I/II型胶原和聚集蛋白聚糖表达促进原位再生，为软骨修复提供了协同诱导新策略。

　　

关节软骨损伤是临床常见的运动系统疾病，由于其无血管特性和低细胞密度，自我修复能力极其有限。传统治疗方法如关节镜清理和微骨折术往往受限于损伤局部的特殊病理微环境——持续的炎症反应和异常的血管入侵。炎症因子如TNF-α和IL-1β不仅加速软骨基质降解，还会激活金属蛋白酶级联反应；而来自软骨下骨的新生血管则会破坏软骨特有的低氧环境，导致病理性骨化。更棘手的是，临床常用的抗血管生成药物如贝伐单抗(Bev)存在局部滞留时间短、需反复注射等问题。

针对这一系列挑战，常州市卫生健康委员会科技项目和国家自然科学基金资助的研究团队创新性地将天然多酚单宁酸(TA)的抗氧化特性、镁离子(Mg²⁺)的促再生能力与Bev的抗血管生成作用相结合，构建了具有炎症响应性的智能水凝胶系统TA-Mg@Bev iHGs。该研究发表于《Journal of Colloid and Interface Science》，通过多尺度技术手段验证了这一系统在软骨修复中的协同作用机制。

研究团队主要采用四大关键技术：1）基于TA-Mg²⁺配位自组装构建药物载体TA-Mg@Bev；2）苯硼酸修饰透明质酸(HA-PBA)与聚乙烯醇(PVA)形成动态交联网络；3）通过UV-Vis和力学测试表征纳米复合物的缓释性能；4）建立兔股骨髁全层缺损模型进行体内验证。

材料表征与机制研究
TA-Mg@Bev通过酚羟基氢键和金属-多酚配位实现稳定负载，在炎症环境高活性氧(ROS)条件下触发硼酸酯键断裂，实现Bev的按需释放。流变学测试显示其储能模量较空白水凝胶提升3倍，满足软骨承重要求。

体外生物学效应
在BMSCs培养中，该系统通过激活SOX9通路使成软骨分化标志物COL II表达量提升2.1倍，同时将肥大化标记物COL X抑制62%。对HUVECs的划痕实验显示其迁移抑制率达78%，血管形成实验证实毛细血管样结构减少85%。

体内修复效果
8周时兔缺损模型显示，实验组新生组织表面光滑度评分达4.2分（对照组2.1分），免疫组化显示COL II/聚集蛋白聚糖阳性区域占比达68.5%，显著高于对照组的29.3%。微CT显示实验组软骨下骨异常骨化减少51%。

该研究的突破性在于首次将抗血管生成与抗炎策略通过智能材料系统整合：TA-Mg配位网络不仅增强力学性能，其缓释的Mg²⁺还可通过NF-κB通路抑制炎症；而时空可控释放的Bev则精准阻断VEGF信号。这种"双管齐下"的设计克服了传统治疗中药物半衰期短、靶向性差的缺陷。值得注意的是，该系统对软骨细胞肥大化的抑制作用可能为预防修复后骨关节炎提供了新思路。研究建立的TA-Mg@Bev iHGs平台不仅适用于软骨修复，其动态响应原理还可拓展至其他需调控微环境的组织再生领域。