目的:通过利用复合TGF-β1抑制剂PHBHHx微球对实验大鼠膝关节进行软骨下骨局部注射的方法,观察复合TGF-β1抑制剂PHBHHx微球通过调控成骨细胞及破骨细胞的耦合过程来改善软骨下骨局部骨重塑的功能,从而进一步探讨软骨下骨对影响骨性关节炎疾病发生发展的可能作用。方法:制备载有TGF-β1抑制剂的PHBHHx微球混悬液,并选取健康清洁级SD雄性大鼠60只,随机均分为TβR1I+PHBHHx组(n=15)、TβR1I组(n=15)、PHBHHx组(n=15)、Control组(n=15)。TβR1I+PHBHHx组:ACLT-OA术后在实验大鼠右后肢膝关节胫骨平台软骨下骨区域注射复合TGF-β1抑制剂PHBHHx微球混悬液,连续注射4周,每周1次。TβR1I组:ACLT-OA术后在实验大鼠右后肢膝关节胫骨平台软骨下骨区域注射TGF-β1抑制剂单体,连续注射4周,每周1次。PHBHHx组:ACLT-OA术后在实验大鼠右后肢膝关节胫骨平台软骨下骨区域注射空白微球混悬液,连续注射4周,每周1次。对照组:ACLT-OA术后不做任何处理,仅作观察。于术后4W、8W、12W分三次各取材5只实验动物,取材后(1)采用高分辨率Micro-CT对实验动物骨骼矿物质定量及体视学参数进行分析;(2)应用番红固绿染色检测透明软骨,行软骨细胞计数,并进行OARSI评分,明确造模术后各组实验动物OA发展程度;(3)应用TRAP染色观察破骨细胞不同时期数量变化;(4)应用RCP技术检测不同时期Smad2/3及Osterix~+表达水平变化。结果:(1)Micro-CT数据显示TβR1I+PHBHHx组在造模术后12W时骨密度(BMD)与Control组相比结果有显著差异,数据具有统计学意义(P<0.05);(2)番红固绿染色提示12W时TβR1I+PHBHHx组软骨层中红染的糖胺多糖成分较多且软骨细胞排列较整齐,修复效果为最接近正常关节软骨结构;(3)TRAP染色提示术后4W破骨细胞数量各组无明显统计学差异(P>0.05),术后12W破骨细胞在TβR1I+PHBHHx组数量较各组减少,骨吸收明显减少,差异具有统计学意义(P<0.05);(4)TβR1I+PHBHHx组与对照组的Smad2/3蛋白表达量相比在术后4W、8W、12W均明显下降,具有统计学意义(P<0.05);Osterix~+基因表达量则与对照组相比明显增加,具有统计学差异(P<0.05)。结论:(1)TβR1I+PHBHHx微球体形态表面光滑无明显粘连,粒径分布较均匀,微球内药物分布较均匀,具有良好包封率和载药量;(2)TβR1I+PHBHHx组术后8-12W实验动物体内TGF-β1活性持续性低表达,提示体内缓释性能良好;(3)PHBHHx微球生物降解性能良好,对实验大鼠膝关节软骨下骨区域骨重塑无明显影响;(4)TβR1I+PHBHHx微球在ACLT-OA大鼠体内可以通过TGF-β通路抑制成骨细胞与破骨细胞非耦合的骨重塑,从而间接改善大鼠OA病程的进展。