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正常关节润滑复合物的组成和结构图解
成果简介：鉴于此，为了开发一种能够形成润滑层的润滑剂，华南理工大学材料学院国家人体组织功能重建工程技术研究中心任力教授等提出了一种模拟刷状润滑复合纳米纤维的方法。研究表明用富含润滑素的磺酸盐聚合物或富含脂质的磷酸胆碱聚合物接枝的透明质酸骨架，共同增强了早期骨关节炎大鼠模型中的软骨再生。成果发表在NatureBiomedicalEngineering上，谢仁箭、姚航、AngelinaS.Mao等为共同第一作者，任力、刘卅、ChuanbinMao为共同通讯作者。两种刷状纳米纤维的组合拳具体而言，研究人员使用透明质酸HA作为主链形成两种类型的刷状纳米纤维。一种是通过将高亲水性润滑素类刷状聚合物聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠盐（PAMPS）作为侧链，共价接枝到HA主链上形成的。另一种是通过将两亲性类脂聚合物聚-2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(PMPC)作为侧链，共价连接到HA主链来产生的。所得纳米纤维分别称为HA/PA和HA/PM。图模拟润滑复合物结构的仿生润滑剂的制备和治疗OA示意图该战略基于三个考虑。1）首先，PAMPS的刷状单体丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)具有良好生物相容性，并且具有降低摩擦的固有能力，因为它含有磺酸盐基团（就像润滑素一样），可以自然地结合水以水合表面。2）其次，PMPC的单体2,2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)是一种生物相容性分子（富含磷酰胆碱基团，就像脂质一样），众所周知，它可以减少磨损和增强润滑。3）第三，据报道，硫酸化分子（例如蛋白多糖）和脂质与纤连蛋白具有高亲和力，而作为组织者的纤连蛋白可以与胶原蛋白组装在软骨中形成细胞外基质（ECM），这表明HA/PA和HA/PM可能与软骨ECM中的蛋白质结合。因此，HA/PA和HA/PM纳米纤维可以作为仿生润滑剂在软骨表面形成稳定的润滑层。于此，HA/PA和HA/PM纳米纤维(HA/PA+HA/PM)的组合共同模拟了润滑复合物（由润滑素/脂质键侧链和HA主链组装而成），它们通过形成润滑层来润滑软骨。图
Cy5标记的仿生润滑剂在OA人软骨表面富集图
Cy5标记的仿生润滑剂在OA大鼠关节环境中的保留评估注射后第一天和第31天关节软骨表面的激光共聚焦照片8周内消除关节炎这些仿生刷状纳米纤维对软骨蛋白显示出高亲和力，在软骨表面形成润滑层并有效润滑受损的人体软骨，将其摩擦系数降低到天然软骨的典型低水平，结果证明了HA/PA+HA/PM对人体软骨的出色润滑作用。此外，将两种类型的纳米纤维关节内注射到手术诱导的骨关节炎关节的大鼠体内，优越的润滑促进了软骨再生，甚至逆转骨关节炎的进展，并在8周内消除了骨关节。图HA/PA和HA/PM(单独或联合)促进软骨再生治疗大鼠OA的能力评价小结：综上所述，HA/PA+HA/PM是一种细胞和组织相容的可注射仿生润滑剂，发挥天然润滑复合物作用，潜在用于软骨再生和早期愈合OA。促进软骨再生的生物相容性可注射润滑剂可能为治疗早期骨关节炎提供一种新策略。参考文献：Xie,R.,Yao,H.,Mao,A.S.etal.Biomimeticcartilage-lubricatingpolymersregeneratecartilageinratswithearlyosteoarthritis.NatBiomedEng().