Adv Sci：香港中文大学王东安团队开发骨关节炎的“智能支架”：感知炎症酶活性，按需释放抗炎药和促软骨生长因子

骨

关节炎

（OA）是一类高发的退行性关节疾病，以软骨进行性破坏、慢性炎症型微环境为特征，现有常规治疗手段基本无法阻断疾病进展。

2026年7月13日，香港中文大学王东安唯一通讯在

Advanced Science

在线发表题为

“Combating Inflammation and Promoting Anabolism in Osteoarthritic Cartilage Defect With an MMP13-Sensing Dual-Drug Scaffold”

的研究论文。为解决这一未被满足的临床需求，本研究构建一种可关节内植入、响应病灶微环境的支架，通过联合治疗同步实现抗炎与促合成代谢作用。该体系以经MMP13感应肽修饰的Ⅱ型胶原支架为载体，负载抗炎药物塞来昔布（CXB）与促合成代谢生长因子成纤维细胞生长因子18（FGF-18），实现两种药物可控释放。

全面理化表征证实该支架具备多孔结构、响应肽段成功偶联，且药物释放行为依赖MMP13表达水平。体外实验证实支架生物相容性优异，在IL-1β刺激下可发挥强效抗炎作用，并促进软骨基质合成。在大鼠OA软骨缺损模型中开展体内评估，该双载药支架可显著抑制炎症反应、减轻软骨下骨损伤，同时早期促进基质合成代谢，治疗效果优于各对照组。该MMP13感应型支架是面向OA治疗的

精准

医疗策略，可依据病灶微环境智能释放药物，打破关节退行性病变循环，实现早期抗炎与促软骨合成的协同疗效。

骨关节炎（OA）是全球高发疾病，是造成人群活动能力丧失的主要诱因，中老年群体尤为突出。该疾病以关节软骨进行性降解、滑膜炎症、软骨下骨结构重塑为核心特征。OA发病机制涉及力学、细胞、炎症通路之间复杂的相互作用，共同驱动关节持续退变。炎症介质会加剧病变进程，促进基质金属蛋白酶（MMPs）分泌；其中MMP13是介导Ⅱ型胶原降解的核心调控分子。上述蛋白酶会破坏糖胺聚糖（GAGs）、Ⅱ型胶原等关键细胞外基质（ECM）组分，最终损伤关节结构、破坏关节功能。目前OA临床干预方案均无法逆转疾病进展。现有治疗仅能缓解症状，同时存在全身毒副作用、关节内药物留存半衰期短、缺乏靶向递送能力、无法同步实现抗炎与组织修复等局限。因此，研发可靶向干预、能够逆转病程的新型疗法，有效打破退变型OA微环境、促进软骨功能性修复，已成为临床迫切需求。

关节退变恶性循环会持续加重损伤，大幅提升功能性修复的难度。软骨初始缺损暴露缺损处ECM组分，进一步加剧滑膜炎症、促进MMP13分泌；这种炎症与分解代谢亢进状态会加速基质持续破坏，加深软骨缺损，形成自我维持的退变环路。因此，理想的革新性治疗策略需具备多重作用。为打破该病理环路，本研究以天然软骨基质最主要有机组分Ⅱ型胶原为原料构建多功能支架，提升生物相容性、增强与软骨细胞的相互作用。该仿生设计通过两大核心机制阻断退变循环：第一，作为药物载体，实现抗炎药物塞来昔布（CXB）局部按需释放，中断炎症级联反应；第二，作为生物相容性3D基质填充软骨缺损，提供力学支撑并递送成纤维细胞生长因子18（FGF-18），构建强效促合成代谢微环境。该微环境可招募内源性细胞、促进细胞增殖分化，主动启动软骨修复进程。

本设计的核心是双功能肽连接子（WYRGRLGGPLGVRGG），可实现病理微环境响应型药物释放。该连接子包含两段功能结构域：N端为Ⅱ型胶原特异性结合肽（WYRGRL），可将整个偶联物稳定锚定在支架基质上；C端为可被MMP13切割的序列（GPLG↓VR），用于结合两种治疗药物：选择性COX-2抑制剂CXB、强效软骨诱导因子FGF-18。该精巧结构可使药物稳定固定于支架内部，仅当接触OA关节内病理性高表达的MMP13时才会被酶切；酶切后药物在病灶局部释放，实现可控治疗效果。该设计最大化提升病灶局部药物生物利用度，同时最大程度降低脱靶毒副作用。

图形摘要（图源自

Advanced Science

）

本研究提出假说：该体系可实现CXB与FGF-18协同作用——CXB有效抑制炎症、营造适宜修复的局部微环境，FGF-18直接刺激软骨细胞增殖与基质合成，二者联用可有效阻断退变循环、早期启动软骨合成代谢。本文系统阐述了基于Ⅱ型胶原、可响应MMP13信号的双载药支架的制备与性能评价，并通过完整体外实验、为期6周的大鼠OA体内模型，系统验证该支架抑制炎症、促进合成代谢、早期修复骨软骨缺损的疗效。综上，基于Ⅱ型胶原的MMP13响应型支架可在单一载体上同步实现抗炎与促合成代谢双重作用，是极具前景的OA治疗新策略。

参考消息：https://doi.org/10.1002/advs.202519950