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Science子刊：南京师范大学毛春教授团队开发纳米机器人治疗血栓

2020-06-01 11:40

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

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静脉血栓，包括深静脉血栓和肺栓塞，在世界范围内发病率很高，可能会危及生命。目前，静脉血栓的治疗主要包括两个阶段：早期阶段使用溶栓药进行再通静脉，后期使用抗凝药物预防血栓再生。然而，目前的治疗方法有一些缺点。例如，由于半衰期短溶栓药（通常只有几分钟），需要频繁大剂量全身给药，这不仅会增加医疗费用，也会引起诸如出血、身体过敏和血压不稳定等副作用。同时，由于缺乏靶向性，纯药物注射还具有药物利用率低的缺点，少于5％的药物到达患者部位。另外，溶栓药仅残留在血栓表面，难以渗入血栓内部，无法获得理想的治疗效果。

2020年5月27日，南京师范大学毛春课题组在 Science Advances 上在线发表了题为：Platelet-derived porous nanomotor for thrombus therapy 的研究论文。

该研究开发了一种血小板膜修饰、可自主运动的多级孔纳米机器人，用于连续靶向给药以实现短期溶栓和长期抗凝的目的。

此研究中，血小板膜可以协助多级孔纳米机器人在血液循环中靶向到达血栓部位。多级孔结构包含了外侧较大尺寸的大孔结构（50 nm左右）和内侧较小尺寸的介孔结构（5 nm左右），这种特殊结构可实现在外侧的大孔结构中装载尺寸较大的溶栓药物尿激酶，而内侧的介孔结构则可装载尺寸较小的抗凝药物肝素，由此完成溶栓药物的快速释放（3小时左右）和抗凝药物的缓慢释放（20天以上）；在近红外光（组织穿透力强、对人体伤害性小）照射下，纳米机器人能够自主运动，靶向到达血栓部位后利用运动能力深入渗透至栓体内部，由此更好地发挥治疗效果。

图1.纳米马达在体内的溶栓作用。（A）经治疗的大鼠血栓提取血管的荧光成像结果（a：Cy5.5染料; b：MMNM-Cy5.5; c：MMNM-Cy5.5 + NIR; d：MMNM/PM-Cy5.5; e：MMNM/PM-Cy5.5 + NIR）；（B）不同样本血栓和相应的血栓相对体积（a：空白；b：单纯尿激酶；c：MMNM/Hep/UK/PM+NIR；比例尺：0.5 cm）；（C）溶栓后大鼠主要脏器组织切片H&E染色。

体外和体内实验结果表明，该研究开发的多级孔纳米机器人以其独特的多孔结构负载不同药物，能够达到快速溶栓和长期抗凝的目的。

它们凭借自身独特的运动能力深入血栓，从而提高治疗效果。在体外测试条件下，纳米机器人在血栓中的穿透深度是无运动能力粒子的3倍左右。动物实验结果证实，纳米机器人在体内具有良好的溶栓性能。

值得一提的是，纳米机器人的运动能力也提高了它们在体内血栓中的滞留率。与无运动能力的纳米粒子相比，纳米机器人在血栓中的滞留率可从15%提高到26%左右。

这种利用纳米机器人的运动能力提高药物在血栓中的渗透性和滞留率的策略，为血栓治疗提供了新思路。