Bioactive Materials
基于结构互变异的超分子药物递送水凝胶在类风湿关节炎治疗中的应用
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该研究开发了一种基于结构互变异的pH响应型超分子水凝胶，实现了甲氨蝶呤（MTX）与镁离子（Mg2+）的协同递送，有效缓解类风湿关节炎（RA）相关炎症与骨破坏。该水凝育具有良好的自修复性、可注射性及病理响应性，为RA及其他炎症与骨退行性疾病治疗提供了新策略。
文献概述
本文《Supramolecular drug-laden hydrogel based on structural tautomerization enhances drug delivery for rheumatoid arthritis treatment》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了类风湿关节炎（RA）的治疗现状及挑战，提出了一种基于氰尿酸（CYA）结构互变异的超分子水凝胶（Gel-MTX/Mg），用于实现MTX与Mg2+的协同递送。研究显示该水凝胶在RA关节的酸性微环境中可响应性释放药物，从而有效调控M1/M2巨噬细胞极化、抑制破骨细胞分化并促进成骨细胞分化，具有良好的生物相容性与稳定性。
背景知识
RA是一种以慢性关节炎症与骨破坏为特征的自身免疫疾病，当前治疗手段受限于药物生物利用度低、系统毒性高及难以实现长期局部递送。甲氨蝶呤（MTX）作为一线治疗药物，其口服与静脉给药方式常伴随胃肠道副作用与肝肾毒性，而关节腔注射虽可提高局部药物浓度，却因清除快、稳定性差导致疗效受限。镁离子（Mg2+）在骨再生中具有双重作用，既可促进成骨细胞分化，又能抑制破骨细胞活性，但其协同递送仍存在突释与控制释放困难。本研究通过构建基于HA-CYA的超分子水凝胶，利用pH响应的keto-enol互变异实现药物与离子的智能释放，克服了传统共递送系统的缺陷，为RA治疗提供了新的递送平台。
研究方法与实验
通过两步取代反应合成HA-CYA前体，并通过红外光谱及XPS分析确认其化学结构。将MTX与Mg2+负载入水凝胶网络中，评估其在不同pH条件下的释放行为。通过流变学测试评估水凝胶的机械性能与自修复能力，并采用SEM观察其微观结构。在体外评估水凝胶对巨噬细胞极化、破骨细胞分化与成骨细胞分化的影响，进一步通过RNA-seq分析其调控的信号通路。在胶原诱导的关节炎（CIA）大鼠模型中评估其体内治疗效果，包括关节炎症、骨破坏及全身毒性。
关键结论与观点
研究意义与展望
该研究提供了一种无需共价交联的智能水凝胶平台，可响应病理微环境实现药物与离子的协同释放，具有良好的临床转化潜力。未来可进一步探索该水凝胶在其他炎症或退行性疾病中的应用，并评估其长期生物相容性与降解动力学。
结语
综上所述，本研究成功开发了一种基于HA-CYA的pH响应型超分子水凝胶，通过结构互变异实现MTX与Mg2+的协同递送，有效调控RA相关炎症与骨破坏。该水凝胶具有良好的可注射性、自修复性及pH响应性，能够在RA关节的酸性环境中实现药物的按需释放，从而促进M2巨噬细胞极化、抑制破骨细胞生成并促进成骨细胞分化。体内实验进一步验证其显著的治疗效果，包括减轻关节肿胀、改善骨密度与关节结构，且无系统毒性。该研究为RA及其他炎症性骨病的治疗提供了一种新型、安全且高效的局部药物递送策略，具有良好的临床转化前景。
