水凝胶/纳米bFGF系统实现时空编程释放，增强软骨穿透与滞留，恢复骨关节炎软骨完整性

《Nature Communications》：Programmable hydrogel-nanocapsule protein delivery system targeting dense cartilage regeneration for osteoarthritis therapy

　　

摘要

蛋白质疗法在骨关节炎临床转化中一直受到滑液快速清除、软骨穿透性差以及在关节负荷下滞留不足的限制。在本研究中，我们开发了水凝胶/纳米bFGF（hydro/nano-bFGF），这是一种可编程系统，将负载FGF的纳米胶囊（nano-bFGF）与可注射的软骨粘附性水凝胶整合在一起。Nano-bFGF通过单体在蛋白质表面直接进行界面聚合，并带有可被酶切割的交联剂，形成纳米级外壳，从而保留生物活性并实现病理特异性解组装。该水凝胶将nano-bFGF锚定在软骨表面，并响应疾病相关的酶活性而逐渐降解，从而允许与关节微环境协调的时空编程释放。这种时空控制设计增强了软骨内转运，延长了局部滞留时间，并维持了生长因子的功能。在人类骨关节炎软骨外植体中，nano-bFGF使糖胺聚糖沉积加倍，并使II型胶原表达增加三倍。在大鼠模型中，hydro/nano-bFGF恢复了软骨完整性，保留了软骨下骨结构，并实现了软骨厚度的恢复。由于其模块化设计，该策略可广泛适用于多种蛋白质疗法和退行性关节疾病，为时空精确的生物制剂递送提供了一个通用平台。