主要是与老年人相关的病症，骨关节炎是一种使人衰弱的病症。

影响身体关节中的软骨，骨关节炎影响了美国估计的2600万人。

有时，病情始于受伤或与疾病相关的关节损伤。

在其他时候，这是由于多年使用造成的磨损。

在所有情况下，目前无法阻止其进展。目前，唯一可用的选择是减轻相关疼痛的药物。

随着人口逐渐变老和变重 - 这两者都是骨关节炎的危险因素 - 它正成为一个更大的问题。

此外，由于疼痛是主要症状，骨关节炎导致阿片类药物成瘾危机。寻找创新的方法来插入这种疾病的前进行动比以往任何时候都更迫切。

 

药物输送的问题

最近，来自剑桥麻省理工学院（MIT）的研究人员参与其中。他们探索了使用纳米技术增强实验性骨关节炎药物的方法。

他们本周早些时候在翻译医学杂志上发表了他们的研究结果。

多年来，科学家们已经研制出多种抗骨关节炎的化学物质。有些已经在动物模型中显示出前景，但到目前为止，没有一种在人类患者中有用。

 

这项新研究的作者认为，“[m]这些缺点中的任何一个都源于药物供应不足。”

这有两个主要原因。首先，关节缺乏血液供应，这意味着专家必须将药物直接注射到关节本身。其次，淋巴引流倾向于快速去除注射到关节中的化合物。
 

为了克服这个障碍，科学家们专注于设计一种方法，将药物在关节中输送和保存更长时间，同时还能深入软骨，从而直接将药物输送到需要它的细胞。
 

他们关注的药物是胰岛素样生长因子1（IGF-1），这种化合物在一些临床试验中显示出前景。这种生长因子促进软骨细胞的生长和存活，软骨细胞是构成健康软骨的细胞。

 

微小的领域

研究人员设计了一种纳米级球形分子作为IGF-1的载体。该分子由许多分支组成，称为树枝状大分子，从中心核心发出。

每个分支以带正电荷的区域结束，该区域被软骨细胞表面上的负电荷吸引。

分子还包括摆动聚合物臂，其覆盖并间歇地中和正电荷。研究人员将IGF-1分子附着在该球体表面，并将化合物注入大鼠关节。

一旦这些颗粒进入体内，它们就会与软骨结合，淋巴引流不能将它们除去。从那里，它们可以开始扩散到组织中。

然而，球体不会永久地结合，因为这会使它们锁定在软骨表面上。柔性聚合物臂偶尔覆盖电荷，允许分子移动并将其自身深深地浸入组织中。
 

“我们发现了一个最佳的电荷范围，这样材料既可以粘合组织又可以解开组织以进一步扩散，而且不会太强，以至于它只会卡在表面。”

首席研究作者，麻省理工学院研究生Brett Geiger

当IGF-1被引入软骨细胞时，它诱导蛋白聚糖或软骨原料的释放。IGF-1还促进细胞生长并降低细胞死亡率。

 

延长治疗窗口

研究人员将这种杂交分子注入大鼠关节。它的半衰期为4天（药物减少到初始体积的一半所需的时间），这比科学家单独注射IGF-1的时间长约10倍。重要的是，其治疗效果持续30天。
 

与没有接受药物的大鼠相比，那些确实看到减少了关节损伤的大鼠。此外，炎症明显减少。
 

当然，大鼠软骨比人类软骨薄得多; 他们的厚度约为100微米，而人类则接近1毫米。

在另一项实验中，科学家证明这些分子能够穿透到与人类患者相关的厚度。

这只是研究使用这些分子将药物输送到软骨中的第一阶段研究。该团队计划继续沿着同样的路线研究其他化学物质，包括阻断炎性细胞因子和核酸（包括DNA和RNA）的药物。

该研究与关于纳米技术在骨关节炎研究中的应用的社论一起出现。作者Christopher H. Evans写道：
 

“这些都是非常令人鼓舞的数据。[...] [T]这里没有其他药物传递系统可以持续影响整个关节软骨厚度的原位软骨细胞代谢。”

尽管新方法还处于起步阶段，但这种方法最终可能意味着医生可以通过每两周或每月注射显着减缓骨关节炎的病程。