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背景与目的:关节腔注射给药治疗骨关节炎（Osteoarthritis,OA）,是延缓OA进展的一种十分有效的策略。然而,一方面,小分子药物易于被关节周围的毛细血管以及淋巴系统快速清除,使其药效无法充分发挥;另一方面,许多具有抗炎效果的单体药物,因其水溶性差,使其药效亦大打折扣。纳米尺寸的粒子可以在关节腔中滞留较长的时间,同时纳米粒子易于被修饰,经过修饰后能够靶向到特定部位,可以避免治疗过程中的脱靶效应。刺芒柄花素（Formononetin,FMN）是一种中药活性成分,我们的实验通过构建FMN、N-羟基琥珀酰亚胺-聚乙二醇-羧基（N-hydroxylsuccinimide-polyethylene glycol-carboxyl,NHS-PEG-COOH）、Ⅱ型胶原靶向肽（Collagen-targeting peptide,Coll BP,WYRGRL）三者的聚合物-药物共聚物（Polymer-drug conjugate,PDC）——PCFMN,其能够自组装为PCFMN NPs,对其进行表征,研究其在体内及体外骨关节炎模型中,延缓骨关节炎进展的能力。方法:本研究包括三个部分。第一部分:PCFMN NPs的合成及表征。首先在催化作用下通过酰胺反应及酯化反应,分别将Coll BP及FMN接枝到NHS-PEG-COOH上。接着利用核磁共振氢谱（~1H Nuclearmagnetic Resonance Spectroscopy,~1H NMR）、紫外可见光分光光度计（Ultra-violet and Visible Spectrophotometer,UV-Vis）、傅里叶红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FT-IR）、透射电子显微镜（Trans-mission Electron Microscopy,TEM）,动态光散射仪（Dynamic Light Scattering,DLS）,对PCFMN NPs进行了表征。最后使用高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography,HPLC）测定PCFMN NPs的载药量及其累计药物释放率。第二部分:PCFMN NPs的体外靶向性及抗炎作用研究。提取5-7天龄雄性Sprague Dawley（SD）大鼠乳鼠的膝关节原代软骨细胞进行培养,传至第三代用于后续细胞实验。实验分为四组,分别为:空白组（Control组）、IL-1β组（OA组）、IL-1β+FMN组（FMN组）、IL-1β+PCFMN NPs组（PCFMN组）。首先用MTT法分别检测FMN及PCFMN NPs对软骨细胞的毒性及对软骨细胞的保护作用。接着将标记了DID（1,1’-dioctadecyl-3,3,3’,3’-tetramethylindodicarbocyanine）的PCFMN和PFMN（未连接Coll BP）加入到软骨细胞培养液中,通过细胞摄取,根据红色荧光的强度,验证PCFMN NPs的软骨靶向能力。通过苏木素-伊红（Hematoxylin-eosin,HE）染色验证PCFMN NPs对软骨细胞的保护作用。通过免疫荧光染色验证PCFMN NPs的抗炎效果,通过实时定量聚合酶链反应（q RT-PCR）分析炎症相关基因以及软骨相关基因的表达。第三部分:PCFMN NPs的体外靶向性及抗炎作用研究。我们通过切断SD大鼠前交叉韧带,4周后成功构建了体内OA模型。一方面,将OA的SD大鼠分为PCFMN组及PFMN组,通过膝关节腔分别注射DID标记的PCFMN NPs及PFMN NPs,于0d（关节腔注射后30min内）、1d、3d、7d、19d,使用活体成像系统测定SD大鼠膝关节的荧光强度。另一方面,我们将实验分为四组,分别为:空白组（Control组）、IL-1β组（OA组）、IL-1β+FMN组（FMN组）、IL-1β+PCFMN NPs组（PCFMN组）。给予OA组、FMN组、PCFMN组SD大鼠双侧膝关节分别注射生理盐水、FMN、PCFMN,于第4周和第8周分别获得相应组的膝关节大体标本,对标本进行大体评分,进一步将组织切片进行HE染色、番红固绿染色以及免疫组织化学染色,同时进行组织学评分。结果:成功合成了PCFMN NPs。PCFMN NPs及FMN的溶解性实验表明纳米化以后增加了FMN的溶解性。~1H NMR、UV-Vis、FT-IR结果表明PCFMN NPs的成功合成。TEM显示PCFMN NPs为大小均一,分散性良好的球形纳米粒子,平均粒径约为34nm。DLS结果显示PCFMN NPs的水动力学平均粒径为211nm。使用HPLC测得PCFMN NPs的载药率约为9%,在p H分别为7.4和6.0的介质中,第9 d的累计释放率分别为87.5%和68.4%。体外疗效评价。MTT结果表明,在0-50μg/m L浓度范围内PCFMN NPs对软骨细胞无明显的毒性,而随着浓度升高,FMN对软骨细胞有了毒性作用,其中FMN的浓度为1.25μg/m L时,软骨细胞的活力最好,该浓度对应的PCFMN NPs浓度为14μg/m L,1.25μg/m L的FMN及14μg/m L的PCFMN NPs均对炎症诱导的软骨细胞有保护作用,其中PCFMN NPs的保护作用更好。通过细胞摄取观察到,PCFMN组的红色荧光强度更强,体现了PCFMN NPs的靶向作用。HE染色结果表明PCFMN NPs能够更好的保护软骨细胞,维持软骨细胞形态。MMP-13免疫荧光染色结果表明PCFMN NPs的抗炎效果更好。q RT-PCR结果表明,PCFMN组及FMN组软骨相关基因Ⅱ型胶原（Col2al）相比于OA组表达升高,其中PCFMN组上调更加明显,炎症相关基因白介素-1β（Il-1β）、基质金属蛋白酶3（Mmp-3）、基质金属蛋白酶13（Mmp-13）,PCFMN组及FMN组相比于OA组表达下降,其中PCFMN组下调更加明显,说明PCFMN NPs有比较好的保护软骨及抗炎作用。体内疗效评价。活体成像结果显示,相同时间点,PCFMN组荧光强度均比PFMN组强,且PCFMN组荧光持续时间更长。表明PCFMN NPs能够靶向到软骨组织,在关节腔滞留时间较久。进一步膝关节大体观及大体评分,组织切片的HE染色、番红固绿染色、免疫组化染色以及组织学评分,结果均表明PCFMN NPs能够较好的延缓OA的进展。结论:本研究表明,聚乙二醇化之后提高了FMN的溶解度,通过进一步修饰上胶原靶向肽,使得我们合成的PCFMN NPs纳米药物能够较好的靶向到软骨组织,通过关节腔注射,能够很好的延缓OA的进展。这种具有靶向性的纳米药物可能为临床上治疗OA提供了一种新的思路。