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摘要骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是一种以关节润滑功能障碍和关节软骨磨损为主要特征的退行性病变，其所导致的关节疼痛、活动受限以及功能丧失严重影响患者的生活质量，且随着病情的发展关节致残风险逐渐增加。由于人口老龄化的不断加剧，骨关节炎将成为世界上第四大致残性疾病。保守治疗中口服药物常因无法在病灶局部达到有效的药物浓度，且易引起各种药物副反应，如胃溃疡、药物性皮疹等药物不耐受表现而使治疗获益甚微；对于口服药物无效或无法耐受口服药物的患者，关节腔内注射药物是优先选择的保守治疗方式，糖皮质激素和透明质酸是目前已获得美国食品药品监督管理局（FDA）和欧洲药品质量管理局批准使用的两种关节腔内注射药物。然而，直接进行关节腔内注射往往因药物的水溶性差或在关节间隙停留时间过短而无法在病变部位维持长期有效的药物浓度，进而需要频繁地进行关节腔内注射，这不仅造成了资源的浪费，更极大地增加了关节腔内感染的风险。更为重要的是，现存的针对骨关节炎的治疗方法无法实现对病情进展的实时监测，这无疑是推进精准治疗道路上的一块绊脚石。只有实现了对软骨组织的实时监测，才能在骨关节炎的治疗过程中及时调整给药剂量、精准把控损伤修复进程。<br>　　组织再生和修复过程中的实时监测和观察尤为重要，而目前大多数材料都无法直接观察软骨层的再生过程。目前，临床影像技术在观察关节软骨方面仍存在较大的空缺，常见的X线、CT等是基于人体组织结构的密度差异进行成像，因此对软骨组织的成像能力差，且分辨率低，不适用于对软骨组织的观察和监测。相比之下，磁共振成像对软骨组织具有一定的成像能力，通过其影像可以大概了解关节软骨的损伤情况。但由于磁共振成像时间长、扫面层数少以及医疗成本高等问题，难以满足对软骨组织实时监测的需求。为了在低成本、高效率的前提下实现对软骨组织的实时监测，我们将体内荧光成像作为该项研究的重点策略，通过纳米荧光技术对软骨组织进行荧光成像。本研究，以巯基多面体笼型低聚倍半硅氧烷（POSS-SH）为纳米构筑平台，通过绿色环保的“点击化学”方法把聚乙二醇（PEG），kartogenin(KGN)，氢化大豆酰磷脂酰胆碱（hydrogenatedsoyphosphatidylcholine,HSPC）和荧光素（Fluorescence）以化学键链接于一体，首次构建荧光可视化促进软骨修复的纳米材料（简称PPKHF）。然后利用甲基丙烯酸化透明质酸（HAMA）包载PPKHF纳米颗粒，通过微流控技术制备用于关节腔原位注射的甲基丙烯酸化透明质酸水凝胶微球（PPKHFloadedmicrofluidichyaluronicacidmethacrylatesphere,MHS@PPKHF）。MHS@PPKHF微球可在关节间隙形成缓冲润滑层以减轻关节软骨间的摩擦，同时释放出包裹在内带正电的POSS杂化分子通过正负电荷引力可以进入软骨深层并利用荧光对药物的位置进行实时可视化观察。更重要的是，POSS杂化分子更有利于软骨下骨间充质干细胞诱导分化成软骨细胞。体外细胞实验表明，该给多功能微纳水凝胶微球不仅能有效地诱导骨髓间充质干细胞成软骨分化，而且还具有良好的生物相容性，可在较短时间内显著促进骨髓间充质干细胞增殖分裂。在大鼠骨关节炎模型中，我们的材料在加速损伤软骨再生的同时，还可以通过荧光信号可以对软骨层的修复进展进行实时监测。<br>　　总体来说，我们设计的POSS基微纳水凝胶微球可以在促软骨再生的同时实现对软骨组织的实时监测，对临床骨关节炎的修复及监测具有巨大的应用前景。