摘要
由氧化应激、长期炎症与机械磨损引起的关节微环境失调是导致骨关节炎疾病进展的重要原因。可注射水凝胶由于其操作便利性以及伤口自适应性，在骨关节炎治疗中展示出巨大潜力。然而，传统可注射水凝胶功能单一、缺乏组织粘附性，这限制了其治疗效果。因此，有必要开发一种具有抗氧化、抗炎以及润滑功能的可注射粘附水凝胶，用于多目标抑制骨关节炎进展。 为满足上述需求，本论文开发了一种具有高效活性氧清除能力和生物降解性的仿贻贝零价铁纳米酶，并将其引入至多巴胺接枝透明质酸/甲基丙烯酰基明胶水凝胶（HA-DA/GelMA）基质中，制备了一种集成可注射性、组织粘附性、抗氧化、抗炎和润滑功能于一体的仿贻贝零价铁纳米酶功能化水凝胶，用于骨关节炎治疗。分析了仿贻贝零价铁纳米酶及其功能化水凝胶的形成机理；探讨了多巴胺对纳米酶结构及类酶活性的影响规律；考察了纳米酶功能化水凝胶的可注射性、组织粘附性和摩擦性能；研究了纳米酶功能化水凝胶的体外抗氧化和抗炎能力；评估了纳米酶功能化水凝胶体内骨关节炎治疗效果。具体研究内容可分为以下几部分： （1）采用亲水性多巴胺调控纳米零价铁的合成，并在其表面引入巨噬细胞靶向性叶酸，形成具有靶向功能的仿贻贝零价铁纳米酶（FA-PNZVI）。在纳米酶合成过程中，多巴胺通过螯合亚铁离子能够限制零价铁晶体的生长，从而使得制备的FA-PNZVI纳米颗粒具有无定形结构。该结构有利于暴露出更多活性位点，从而提高其过氧化物酶和抗氧化酶活性。此外，多巴胺和叶酸的引入也提高了FA-PNZVI的水分散性及靶向炎症区域的能力，并对纳米颗粒的微观形貌、晶体结构等进行了表征。 （2）仿贻贝零价铁纳米酶功能化水凝胶（FA-PNZVI@HG）在原位形成后可以锚定在软骨组织表面。体外活性氧清除实验和体外抗炎实验表明，FA-PNZVI@HG水凝胶能够高效清除细胞内活性氧，抑制巨噬细胞分泌促炎因子。此外，该纳米酶功能化水凝胶选用透明质酸衍生物以及明胶衍生物作为水凝胶主体，具有良好的水化润滑能力。最后，通过SD大鼠骨关节炎的体内实验，证明了FA-PNZVI@HG水凝胶可以通过抗氧化、抗炎及润滑功能重塑关节炎症/生物力学微环境，协同抑制骨关节炎进程。 综上，本论文基于仿贻贝化学原理，制备了纳米酶及其功能化粘附水凝胶。不仅为仿贻贝多酚杂化纳米酶的设计提供了理论指导，也为治疗骨关节炎提供了新思路。
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