骨關(guān)節(jié)炎是一種由軟骨磨損引發(fā)的骨關(guān)節(jié)疾病，可影響人體髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)以及顳下頜關(guān)節(jié)等多個(gè)關(guān)節(jié)，其發(fā)病機(jī)制與關(guān)節(jié)潤(rùn)滑功能喪失和機(jī)械過載相關(guān)。機(jī)械過載可導(dǎo)致炎癥因子和分解代謝酶表達(dá)升高，誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞自噬和凋亡，從而使退化的關(guān)節(jié)軟骨表界面摩擦增大，進(jìn)一步加劇關(guān)節(jié)炎癥，形成惡性循環(huán)。傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)腔局部注射藥物方式存在功能單一、藥物效率低等局限性，而短期內(nèi)頻繁給藥會(huì)帶來諸多不便。

針對(duì)這一問題，清華大學(xué)機(jī)械工程系研究團(tuán)隊(duì)合成了功能性生物醫(yī)用潤(rùn)滑材料，可用于早期骨關(guān)節(jié)炎的治療。在固-液復(fù)合潤(rùn)滑材料設(shè)計(jì)中（圖1），多巴胺/磷酰膽堿共聚物修飾于二硫化鉬納米片表面，其可有效避免納米片氧化變性，同時(shí)具有潤(rùn)滑、抗炎以及近紅外光響應(yīng)藥物緩釋特性。在自組裝納米顆粒設(shè)計(jì)中（圖2），嵌段共聚物的多巴胺疏水核和磺基甜菜堿親水殼在水溶液中通過自組裝形成球形聚集體，其具有良好的穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性能以及自由基清除能力。

圖1.固-液復(fù)合潤(rùn)滑納米材料合成以及治療膝骨關(guān)節(jié)炎的機(jī)理示意圖

圖2.嵌段共聚物自組裝納米顆粒合成以及治療顳下頜關(guān)節(jié)炎的機(jī)制

近日，清華大學(xué)機(jī)械工程系在生物潤(rùn)滑材料治療骨關(guān)節(jié)炎研究中的相關(guān)成果以“固-液復(fù)合潤(rùn)滑‘納米滑雪板’實(shí)現(xiàn)骨關(guān)節(jié)炎癥長(zhǎng)效治療”（A solid-liquid composite lubricating “nano-snowboard” for long-acting treatment of osteoarthritis）為題發(fā)表于期刊《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）上。清華大學(xué)機(jī)械系副教授張洪玉與北京大學(xué)口腔醫(yī)院王宇光為論文共同通訊作者，清華大學(xué)機(jī)械系博士后趙微微為論文第一作者。

成果“具有抗炎、抗衰老功能的仿生潤(rùn)滑納米顆粒用于顳下頜關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎治療”（Bioinspired nanospheres as anti-inflammation and antisenescence interfacial biolubricant for treating temporomandibular joint osteoarthritis）發(fā)表于期刊《美國化學(xué)會(huì)-應(yīng)用材料與界面》（ACS Applied Materials & Interfaces）上。張洪玉與上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院何冬梅、張志愿為論文共同通訊作者，趙微微為論文第一作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委（優(yōu)秀青年科學(xué)基金）以及清華大學(xué)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究院等基金項(xiàng)目的資助。