2025年ROS响应性纳米清除剂在骨关节炎防治中的抗氧化能力和免疫调节作用.pdfVIP

老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。——唐·王勃

ROS响应性纳米清除剂在骨关节炎防治中的抗氧化能力

和免疫调节作用

1.1国内外研究现状：

骨关节炎是一种以软骨细胞功能失调和炎症反应为主要特征的退行性疾

病。其发病率随着老龄化进程的加剧而持续增长

。骨关节炎的发生发展与活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)的异常累积密切相

关。在骨关节炎患者的患处,ROS的表达水平明显升高,这导致软骨细胞和滑膜

组织的损伤

。因此,如何有效清除和抑制ROS的生成,是当前骨关节炎研究的关键目标之

一。

利用ROS响应性纳米材料设计智能的抗氧化和抗炎药物输送系统,可以实

现对病灶部位ROS的高效清除和炎症抑制,从而达到精准治疗骨关节炎的目

的。这一领域国内外研究人员进行了大量探索,取得了一些进展

。

国外方面,Xu

等人利用多模态成像引导精确抗癌和抗炎的刺激响应纳米治疗。该纳米粒子可

以响应软骨细胞产生的ROS被降解,从而按需释放青蒿素抑制ROS生成和氧化

应激。另有研究者构建了富集一氧化碳的红细胞膜包覆纳米颗粒,一氧化碳是一

种抗炎气体分子。这种纳米颗粒可以穿透滑膜细胞层,释放一氧化碳抑制M1型

巨噬细胞的激活,减轻炎症反应

。这两项研究都初步证明了ROS响应性纳米清除剂在骨关节炎治疗中的潜在价

值

。除药物输送系统外,也有学者开发ROS响应性水凝胶系统治疗骨关节炎。如

等设计了富硫氢凝胶,其可在ROS环境下产生氢气充填骨关节腔,从而帮助修复

软骨。除药物输送系统外,也有学者开发ROS响应性水凝胶用于骨科疾病治疗

。

国内方面,随着中国人口的老龄化,骨关节炎的患病人数正在快速增加。骨

关节炎的发生与滑膜炎症和软骨细胞功能失调密切相关,而ROS的异常累积被

认为是导致这些病理变化的重要因素之一

。因此,开发可以响应ROS并释放治疗药物的智能输送系统,实现对骨关节炎病

灶的高效、精准治疗,是当前国内外研究的热点方向

。

国内学者在这一领域也进行了大量探索,并取得了一些重要进展。例如,浙

江大学的研究组合成了硫醚键交联的注射型水凝胶

,可用作骨关节造影剂。硫醚键的插入提高了凝胶的生物降解性,有利于成像后从

海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。——林则徐

体内清除。这些凝胶系统也证实了ROS响应性聚合物在骨科应用中的优势。硫

醚键的插入使其在ROS环境下快速降解,有利于成像结束后材料的清除,另一种

硫氢键交联凝胶在ROS条件下能产生氢气,从而实现骨关节腔的充气修复。另

外，研究表明

，ROS纳米响应清除剂还可以治疗动脉粥样硬化。这两种凝胶材料均展示了

ROS响应清除剂在骨科应用中的优势。有研究者设计合成了一种ROS响应性

δ-葡聚糖聚合物,该聚合物中δ-葡聚糖主链与抗炎药物青蒿素通过酯键连接,在

ROS的作用下酯键断裂,实现了对青蒿素的控制释放

。该系统可明显抑制IL-1β诱导的软骨细胞坏死和炎症因子表达,实现软骨细胞

的有效保护。另一项研究中,学者采用ROS可断裂的巯基连接的肽段,自组装成

富集青蒿素的纳米凝胶。该凝胶能响应骨关节软骨细胞产生的ROS被降解,释

放青蒿素发挥抗炎作用。这两项研究均证实了ROS响应材料用于骨关节炎治疗

的可行性。

尽管参与骨关节炎相关研究的国内团队逐渐增多,但大多数研究仍处于初级

阶段,距离实际应用还有一