骨关节炎（Osteoarthritis，OA）是一种以关节软骨退化和滑膜炎症为特征的慢性退行性骨骼疾病，会增加软骨表面摩擦和磨损的风险，严重影响患者的生活质量。现有疗法如抗炎药物或透明质酸注射虽能缓解症状，但难以应对关节内复杂的酸性微环境、氧化应激及深层软骨修复等挑战，限制了其整体治疗效果。因此，亟需开发一种多模态治疗策略，全面重塑骨关节炎微环境并恢复软骨稳态，实现对OA的精准调控和高效治疗。

  针对上述问题，研究团队设计了一系列润滑性高分子材料以提高关节腔注射材料的长效稳定性和生物功能性，主要包括：两性离子光热纳米酶（Adv. Mater., 2023, 35, 2303299）、环刷状两性离子聚合物（Mater. Horiz., 2023, 10, 2554-2567）和定制化聚合物盔甲（Mater. Horiz., 2024, 11, 5352-5365。针对关节炎的复杂微环境和软骨天然的电场屏障，研究团队近期报道了一种具有pH响应性和深层软骨穿透能力的超分子聚两性离子纳米颗粒（PSBMA-b-PColBP@KGN，PSPK），为骨关节炎治疗提供了全新策略（图1）。

图1 超分子聚两性离子纳米颗粒（PSPK NPs）的制备和作用机制示意图。

  PSPK NPs是由两性离子嵌段共聚物（PSBMA-b-PColBP，PSP）和具有软骨诱导作用的小分子药物Kartogenin（KGN）通过超分子组装得到。这种超分子组装下的动态相互作用赋予了纳米颗粒pH响应性，在OA弱酸性微环境（pH 6.0）中，KGN在72 h内的释放率可达到91.60%（图2）。

图2 聚合物PSP与药物分子KGN的组装过程的分子动力学模拟、TEM图和pH响应性药物释放。

  基于两性离子单元的水合能力，PSPK NPs在高载荷（10.41 MPa）和高频率（3 Hz）的测试条件下体现了优异润滑性(COF = 0.028)和耐磨性（图3）。此外，通过尺寸效应、pH响应性电荷转变和对Col II特异性亲和力的协同作用下，PSPK NPs能克服软骨屏障，在48 h内实现约300 μm的软骨组织渗透，将药物递送至软骨深层。

图3 PSPK NPs的润滑性能和软骨穿透能力。

  体内研究也证实了PSPK NPs在恢复软骨稳态方面的潜力，主要表现为骨赘体积的减少、软骨结构整齐排列以及软骨基质的有效再生（图4）。总而言之，具有pH响应功能的PSPK NPs有效结合了稳定润滑性和深层软骨穿透性，为重塑OA病理微环境、恢复软骨稳态提供了一种有效的生物手段。

图4 PSPK NPs对OA大鼠的体内治疗作用。

  相关研究以“Supramolecular Polyzwitterionic Nanoparticles with Engineered pH-Responsiveness and Cartilage-Penetration for Osteoarthritis Therapy”为题发表在《Advanced Functional Materials》上，四川大学李建树教授和谢婧副研究员、大连理工大学孙文研究员为该论文的共同通讯作者。四川大学高分子学院2022级硕士研究生丁少沛和俞鹏博士为该论文的共同第一作者，该研究成果已授权中国发明专利（专利号ZLZL202110412807.6和ZL202110413881.X）。该项工作得到国家自然科学基金（U22A20158、22402022、52473311）和四川省科技计划项目（2025ZNSFSC0338、2024NSFSC1017）等的支持。

  课题组主页链接：https://jianshu-scugroup.com/

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202505638