关节腔内药物注射是治疗骨关节炎（OA）的有效方法，但药物快速清除导致利用率低和治疗效果不佳，需要先进的药物递送系统来提供持续治疗效果。

近期，青岛大学附属医院关节外科张海宁教授团队开发出一种基于MXene的软骨粘附微球系统，该系统可实现光热控制疏水性药物释放及间充质干细胞递送，为骨关节炎治疗提供了新策略。相关研究以“MXene-Based Cartilage-Adhesive Microspheres for Photothermal-Controlled Hydrophobic Drug Release and Mesenchymal Stem Cell Delivery in Osteoarthritis”为题目，发表在期刊《ACS Nano》上。

本文要点：

1、本研究开发了一种基于MXene的软骨粘附微球（H/M-NCA@KGN）。通过阳离子化直链淀粉（NCA）封装疏水药物Kartogenin（KGN）形成NCA@KGN复合物，再与甲基丙烯酰化透明质酸（HAMA）和MXene通过微流控制备成微球。

2、该微球具有良好的生物相容性，能有效粘附在软骨表面并携带骨髓间充质干细胞（BMSCs）。

3、在近红外（NIR）光照射下，MXene产生热量（约42°C），实现KGN的光热控释。释放的KGN促进BMSCs向软骨细胞分化，改善关节软骨细胞外基质丢失。

4、同时，温和热疗诱导软骨细胞中热休克蛋白70（HSP70）的表达，提供保护作用并延缓OA进展。该多功能微球系统为OA治疗提供了可控药物释放和干细胞递送的新策略。

Scheme 1. B−H/M-NCA@KGN微球的原理及制备

图1. H/M-NCA@KGN微球的合成与表征

图2. H/M-NCA@KGN微球的光热性能与药物释放行为表征

图3.生物相容性评估及细胞-材料相互作用

图4.骨髓间充质干细胞的成软骨分化

图5. IL-1β诱导骨关节炎模型中的抗炎与保护作用

图6.体内治疗效果评估——关节结构分析

图7.软骨保存的组织学与分子评估

论文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c16918