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  骨關節炎（Osteoarthritis，OA）是一種以關節軟骨退化和滑膜炎癥為特征的慢性退行性骨骼疾病，會增加軟骨表面摩擦和磨損的風險，嚴重影響患者的生活質量。現有療法如抗炎藥物或透明質酸注射雖能緩解癥狀，但難以應對關節內復雜的酸性微環境、氧化應激及深層軟骨修復等挑戰，限制了其整體治療效果。因此，亟需開發一種多模態治療策略，全面重塑骨關節炎微環境并恢復軟骨穩態，實現對OA的精準調控和高效治療。

  針對上述問題，研究團隊設計了一系列潤滑性高分子材料以提高關節腔注射材料的長效穩定性和生物功能性，主要包括：兩性離子光熱納米酶（Adv. Mater., 2023, 35, 2303299）、環刷狀兩性離子聚合物（Mater. Horiz., 2023, 10, 2554-2567）和定制化聚合物盔甲（Mater. Horiz., 2024, 11, 5352-5365。針對關節炎的復雜微環境和軟骨天然的電場屏障，研究團隊近期報道了一種具有pH響應性和深層軟骨穿透能力的超分子聚兩性離子納米顆粒（PSBMA-b-PColBP@KGN，PSPK），為骨關節炎治療提供了全新策略（圖1）。

圖1 超分子聚兩性離子納米顆粒（PSPK NPs）的制備和作用機制示意圖。

  PSPK NPs是由兩性離子嵌段共聚物（PSBMA-b-PColBP，PSP）和具有軟骨誘導作用的小分子藥物Kartogenin（KGN）通過超分子組裝得到。這種超分子組裝下的動態相互作用賦予了納米顆粒pH響應性，在OA弱酸性微環境（pH 6.0）中，KGN在72 h內的釋放率可達到91.60%（圖2）。

圖2 聚合物PSP與藥物分子KGN的組裝過程的分子動力學模擬、TEM圖和pH響應性藥物釋放。

  基于兩性離子單元的水合能力，PSPK NPs在高載荷（10.41 MPa）和高頻率（3 Hz）的測試條件下體現了優異潤滑性(COF = 0.028)和耐磨性（圖3）。此外，通過尺寸效應、pH響應性電荷轉變和對Col II特異性親和力的協同作用下，PSPK NPs能克服軟骨屏障，在48 h內實現約300 μm的軟骨組織滲透，將藥物遞送至軟骨深層。

圖3 PSPK NPs的潤滑性能和軟骨穿透能力。

  體內研究也證實了PSPK NPs在恢復軟骨穩態方面的潛力，主要表現為骨贅體積的減少、軟骨結構整齊排列以及軟骨基質的有效再生（圖4）。總而言之，具有pH響應功能的PSPK NPs有效結合了穩定潤滑性和深層軟骨穿透性，為重塑OA病理微環境、恢復軟骨穩態提供了一種有效的生物手段。

圖4 PSPK NPs對OA大鼠的體內治療作用。

  相關研究以“Supramolecular Polyzwitterionic Nanoparticles with Engineered pH-Responsiveness and Cartilage-Penetration for Osteoarthritis Therapy”為題發表在《Advanced Functional Materials》上，四川大學李建樹教授和謝婧副研究員、大連理工大學孫文研究員為該論文的共同通訊作者。四川大學高分子學院2022級碩士研究生丁少沛和俞鵬博士為該論文的共同第一作者，該研究成果已授權中國發明專利（專利號ZLZL202110412807.6和ZL202110413881.X）。該項工作得到國家自然科學基金（U22A20158、22402022、52473311）和四川省科技計劃項目（2025ZNSFSC0338、2024NSFSC1017）等的支持。

  課題組主頁鏈接：https://jianshu-scugroup.com/

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202505638