研究目的:膝关节是人体最大最复杂的关节,也是人体最大的承重关节,对人体的支撑以及下肢运动有重要的作用。运动量较大的职业运动员、健身人群等受长期负重过度、承重失衡以及外伤等多种因素的影响,膝关节很容易出现运动性损伤,运动性骨关节炎是运动员群体常见的损伤之一,其发病率高又不易治愈,直接影响到运动员的运动成绩、缩短运动寿命甚至导致运动员被迫退役。目前,运动性骨关节炎传统的治疗药物包括非甾体抗炎药、糖皮质激素等,然而,长期用药会不可避免的产生毒副作用,因此,需要寻找治疗作用好、毒副作用小的新型药物。白藜芦醇是一种主要来自于葡萄的天然植物提取物,具有较强的抗炎作用且口服副作用较小,然而,溶解度低、稳定性差等缺点限制了其在慢性炎症性疾病中的应用。因此,本研究通过二氧化硅气凝胶纳米材料负载药物,提高白藜芦醇抗炎性能的同时达到缓释药物、提高药物利用率和减小药物毒副作用的目的,期望用白藜芦醇-二氧化硅气凝胶纳米载药体系（RSA）改善运动性骨关节炎,并对白藜芦醇激活SIRT-1产生抗炎作用的路径进行初步探究。研究方法:1.RSA制备:通过一步溶胶凝胶法制备得二氧化硅气凝胶（SA）,选择凝胶前载药的方式负载药物白藜芦醇,经过老化、溶剂置换和冷冻干燥等工艺后制得RSA。从表面形貌、成分分析、热重分析、药物缓释放试验及细胞毒性试验对制备出的RSA进行表征。2.运动性关节炎模型构建:关节注射木瓜蛋白酶联合运动跑台的方式建立大鼠运动性关节炎模型,造模完成后从大鼠大体观察,关节软骨结构和软骨下骨结构（关节间隙）三个方面评价模型建立结果。3.治疗效果及治疗机制研究:大鼠运动性骨关节炎症模型建立后,将大鼠随机平均分为6组,分别为:空白对照组（Con）,单纯炎症组（OA）、纯材料组（SA）、纯药物组（Res）、高剂量纳米药物组（RSA-h）、低剂量纳米药物组（RSA-l）,分别给与4周的灌胃治疗。治疗结束后,通过活体成像观察、HE染色及电镜观察、软骨组织形态学评分、血生化分析等方法评价治炎效果,具体操作如下:使用Micro-CT获得大鼠膝关节三维重建图像并计算关节间隙;取完整膝关节制作石蜡切片行HE染色及亚甲基蓝染色,显微镜下观察软骨结构并评分;对膝关节亚甲基蓝染色图像利用Image 6图像分析软件进行半定量分析,计算软骨中蛋白多糖含量;通过关节灌洗获得膝关节液;用ELISA法测定膝关节炎相关症因子水平（IL-1β、IL-6及TNF-α）;采用Western Blot法检测大鼠关节软骨中SIRT-1,MMP-13,ADMATS-5,NF-k B的表达情况。研究结果:1.二氧化硅气凝胶负载白藜芦醇后可以使其保持原有结构;载药量可达15%。药物释放试验表明,与单纯药物粉末相比,复合药物载体缓释效果较好,RSA的缓释时长可达6小时,RSA中80%的白藜芦醇被持续释放;用MTT法进行细胞毒性实验,测定人软骨细胞暴露在合成的RSA中的存活率,结果表明,所制备的气凝胶药物载体在72h内具有较高的细胞存活率（＞75%）。2.成功建立了中、重度大鼠运动性骨关节炎模型,模型组大鼠关节软骨损伤明显,关节间隙变狭窄。3.4周药物介入后,经高剂量RSA治疗的OA软骨组织（RSA-h）表现为软骨基质分布不均,细胞外侧密度较低,边缘光滑,未见明显裂隙,可见部分软骨细胞增生,潮线连续,较完整,两侧组织分明,相同药物含量下RSA缓解骨关节炎、控制软骨细胞损伤的作用显著高于纯药物。组织形态学观察及评分的结果显示虽然治疗前后关节间隙变化不明显,但是RSA对运动性骨关节炎有良性的治疗作用。4.ELISA法结果显示治疗组中参与软骨降解和分解代谢因子,如:IL-1、IL-6、TNF-α等,在药物介入后均低于造模组（OA）,RSA-h组炎症因子水平最低接近空白对照组（Con）水平。受SIRT-1介导的软骨细胞凋亡的影响,造模组（OA）SIRT-1水平略低于空白对照组;Western Blot实验显示造模组（OA）MMP-13、ADMATS-5、NF-k B的表达均显著升高。药物介入后,治疗组（RSA-h、RSA-l、Res）各组关节软骨中MMP-13、ADMATS-5NF-kB的表达不同程度降低,RSA-h组明显降低,接近空白对照组水平。研究结论:本研究制备出的RSA载药量较高,具有较高的生物相容性和较低的生物毒性,且易于制备、生产成本更低,可作为一种有效的纳米载药体系。药物干预实验揭示了RSA对运动性骨关节炎具有较好的作用,RSA通过药物缓释的作用能有效延长药物的作用时间,延缓关节软骨退变过程,效果好于单纯用药。其治疗作用机制可能是RSA可激活SIRT-1,抑制NF-k B介导的相关炎症通路。