痛风是常见的炎症性关节炎，主要由体内嘌呤代谢紊乱导致尿酸钠晶体在关节处的沉积造成。近年来，痛风的发病率不断攀升且呈明显的年轻化趋势，严重威胁着人类的健康。目前，痛风的治疗以口服降尿酸药物为主，但会产生诸多不良反应。另外，尿酸钠在体内的结晶机制尚不明确。因此，研发可揭示痛风发病机制的体外仿生平台和抑制尿酸钠结晶的功能材料成为解决问题的重要途径。

近日，贺高红、姜晓滨教授团队联合大连理工大学附属中心医院禹铭扬副主任医师在Chemical Engineering Journal上发表了题为“Restrained MSUM Crystallization via Hydrogel Composited Membrane based Platform for Gout Prevention and Control”的论文。该研究合成了PEGDA/NIPAM、PEGDA/AA等系列水凝胶复合膜，充分发挥了水凝胶材料生物相容性好、可功能改性、可控渗透的特性，建立了一种多功能的水凝胶复合膜（HCM）基动态多通道仿生研究平台，用于揭示高尿酸血症患者在饮酒后的痛风发病机制（图1）。该平台可提供与人体状态高度相似的生理界面环境，包括关节腔结构和环境、体液流速以及血液与关节液间的传质过程。同时，该平台可通过调控HCM来模拟人体关节液中乙醇、乙醛、乙酸等微量组分在酒精摄入后的浓度变化。

图1. 面向痛风防治的水凝胶复合膜仿生研究平台构建思路：（A）痛风患者膝关节模型；（B）复合膜单元模拟酒精摄入后尿酸钠结晶过程；（C）多通道仿生研究平台示意图。

基于PEGDA/NIPAMHCM平台，揭示了高尿酸血症患者在饮酒后的痛风发病机制，XRD和SEM结果表明通过体外仿生平台获取的尿酸钠晶体与患者体内痛风石的结构与形貌相同；实验结果表明乙醇是导致痛风发作的主要诱因，同时揭示了富含羧酸基团物质对尿酸钠结晶有明显的抑制效果。因此，团队进一步制备了具有大量羧基基团的PEGDA/AA水凝胶复合膜，该复合膜对尿酸钠结晶表现出明显的抑制作用，与PEGDA/NIPAM复合膜相比，在相同实验条件下，尿酸钠晶体的出现时间从20 h延后到80 h，晶体产率从100%（对照组）降低仅为至7.5%（图2）。该项研究对防治痛风药物和先进材料研发具有重要指导意义，为其它相关病理性结晶过程的高效体外研究、相关医疗材料研发提供了参考。

图2. 不同水凝胶材料调控的尿酸钠结晶过程对比：（A）相对质量产率；（B）XRD谱图；（C）SEM图像。

论文第一作者为化工学院博士生孟英爽，通讯作者为化工学院贺高红教授和姜晓滨教授。该研究得到了国家重点研发计划项目、辽宁省兴辽英才计划项目、中央高校基本科研业务费医工交叉联合基金的支持。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722036397