研究背景：

1、生物润滑系统的故障可能导致摩擦相关疾病的发展，包括骨关节炎或干眼症，因此，临床上存在着明确而迫切的需求，即发现技术解决方案，以及早预防或延缓摩擦损伤，并确保持久的疗效。

2、聚合物润滑剂已经过广泛的研究，以满足临床需求。作为健康软骨的主要成分，天然透明质酸用于关节之间的注射，以治疗骨关节炎等关节疾病，目的是恢复降解滑液的黏弹性，并诱导各种生物效应，包括镇痛、温和的抗炎和抗氧化作用。然而，天然透明质酸具有技术局限性，例如体内快速清除和降解。

3、瓶刷 （BB） 聚合物的灵感来自润滑素（滑液的关键蛋白质成分之一）的结构，引起了相当大的关注。这些聚合物具有独特的结构，其特征是具有共价接枝吊坠侧链的延伸主链。在过去的十年中，聚合技术的进步使人们能够精确控制BB聚合物的结构参数。这包括主链和侧链的大小，以及嫁接密度。这种结构的多功能性使研究人员能够定制BB聚合物的流变和润滑性能，使其成为各种涂层应用的有前途的候选者。

4、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱（MPC）的瓶刷（BB）聚合物已被证明具有出色的润滑性能，可以有效保护表面。但目前还缺乏对MPC基BB聚合物的摩擦学行为及其与不同基材上生物组分组合的综合评价。此外，尽管它们在治疗与各种生物润滑系统相关的疾病方面具有巨大潜力，但针对实际应用的努力有限。

研究思路：

此项工作的目标是使用相应的动物模型，介绍基于MPC的BB聚合物在治疗骨关节炎和干眼综合征中的多用途应用，包括具有和不具有末端粘合基团。通过荧光显微镜评价了BB聚合物的实时吸附和防污性能。使用表面力仪（SFA）在接近生理条件下测量润滑剂性能和耐磨性。进行体外和体内实验，以验证聚合物制剂治疗关节疾病和干眼综合征的安全性和有效性。此外，还证明了这些聚合物在增强隐形眼镜等医疗器械表面的润滑性能方面同样有效，这表明了这些聚合物的广泛应用前景。

主要结论：

1、对工程化三嵌段BB聚合物在体外和体内的亲和力、细胞毒性、润滑性和耐磨性进行了全面评估，重点关注骨关节炎和干眼综合征等疾病的应用。

2、亲和性研究表明，BB聚合物可以快速吸收各种生物表面，并形成一层保护层，润滑表面，降低感染风险。展示了三嵌段BB聚合物ABA，证明了其在应用于软骨、眼睛和隐形眼镜时具有强大的润滑性能。

3、值得注意的是，HA可以进一步增强ABA的摩擦学特性和生物相容性。ABA聚合物具有优异的润滑性能和与HA的良好相互作用，有望成为解决生物润滑系统缺陷的新处理方法的关键成分。

应用前景：

优异的润滑性能和与HA的良好相互作用使合成的三嵌段聚合物成为解决生物润滑系统缺陷的有前途的创新处理手段。这些概念验证研究弥合了这些材料的良好性能与其实际转化为有效医疗干预措施之间的差距，使其在治疗与各种生物润滑系统相关的疾病方面具有巨大潜力。

文章信息：

1、Duy Anh Pham, Chang-Sheng Wang, Line Séguy, Hu Zhang, Sabrina Benbabaali, Jimmy Faivre, Sotcheadt Sim, Guojun Xie … See all authors. Bioinspired Bottlebrush Polymers Effectively Alleviate Frictional Damage Both In Vitro and In Vivo[J]. Advanced Materials, First published: 29 March 2024 https://doi.org/10.1002/adma.202401689

2、作者团队来自加拿大魁北克省蒙特利尔大学药学院、法国巴黎索邦大学科学与工程学院和美国匹兹堡卡内基梅隆大学化学系。