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Injectable hydrogel microspheres with self-renewable hydration layers alleviate osteoarthritis

骨关节炎 润滑 材料科学 透明质酸 脂质体 涂层 纳米技术 生物医学工程 自噬 微球 化学 化学工程 复合材料 生物 解剖 医学 生物化学 病理 工程类 细胞凋亡 替代医学
作者
Yiting Lei,Yuping Wang,Jieliang Shen,Zhengwei Cai,Chen Zhao,Hong Chen,Xiaoji Luo,Ning Hu,Wenguo Cui,Wei Huang
出处
期刊:Science Advances [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:8 (5) 被引量:192
标识
DOI:10.1126/sciadv.abl6449
摘要

Introducing hydration layers to hydrogel microspheres (HMs) by coating the surface with liposomes can effectively reduce friction. However, the lubrication can be inactivated when the surface coatings are damaged. To endow HMs with the ability to form self-renewable hydration layers and maintain cellular homeostasis, rapamycin-liposome-incorporating hyaluronic acid-based HMs (RAPA@Lipo@HMs) were created using microfluidic technology and photopolymerization processes. The RAPA@Lipo@HMs improve joint lubrication by using a smooth rolling mechanism and continuously exposing liposomes on the outer surface to form self-renewable hydration layers via frictional wear. In addition, the released autophagy activator (rapamycin)-loaded cationic liposomes can target negatively charged cartilage through electrostatic interactions and maintain cellular homeostasis by increasing autophagy. Furthermore, the in vivo data showed that the RAPA@Lipo@HMs can alleviate joint wear and delay the progression of osteoarthritis. The RAPA@Lipo@HMs can provide efficient lubrication and potentially alleviate friction-related diseases such as osteoarthritis.
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