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理大首創高效骨關節炎標靶鎮痛診療納米技術面世!

日期:2021/10/14 15:38:41 閱讀:123
骨關節炎是關節的一種高度致殘退行性疾病,據權威醫學雜志《柳葉刀》(The Lancet)骨關節炎專家組估算,全球共有超過五億人受骨關節炎影響。世界衛生組織預計,隨著人口老齡化和肥胖患者增加等情況,骨關節炎的患病率會繼續攀升。

骨關節炎的治療目標包括緩解疼痛、改善關節功能等。然而,目前的鎮痛藥物并非靶向,部分藥物更有明顯的副作用,而全膝關節置換手術更是費用不菲、輪候公立醫院進行手術也耗時較長,尋找新的骨關節炎治療方案成為了研究人員探索的議題。


有鑒于此,理大團隊開創先河,將標靶治療癌癥的概念引入治療骨關節炎疼痛,研發高效骨關節炎標靶鎮痛診療納米技術,通過納米粒子光聲成像引導技術,鎖定引發骨關節炎疼痛的蛋白質并實施光熱療法


理大生物醫學工程學系楊莫教授(左二)、溫春毅博士 (右二)率領團隊研發高效骨關節炎標靶鎮痛診療納米技術


這種創新的骨關節炎標靶鎮痛診療技術采用以黃金納米棒制成的標靶納米探針,探針表面涂有二硫化鉬納米片涂層,并結合了針對神經生長因子(NGF)的抗體。NGF是引發疼痛的蛋白質,載有其抗體的標靶納米探針能以主動和被動的方式鎖定產生骨關節炎疼痛的區域;與此同時,抗體將探針直接綁定NGF分子,利用光熱療法,將照射患處的近紅外光激光轉化為熱量、破壞NGF分子,從而起到舒緩疼痛的效果。


研究負責人之一、理大生物醫學工程學系副系主任楊莫教授表示,這是首次使用納米技術將標靶光熱治療概念引進醫治骨關節炎疼痛。小鼠實驗結果顯示標靶光熱治療的鎮痛效果令人滿意,并有效改善患處的運動功能。

楊教授說:“現有的藥物一般只能鎮痛數小時,本次研究顯示納米標靶治療可以維持數以日計的鎮痛效果,為臨床轉化提供了良好前景。”在小鼠模型實驗中,基于該納米探針的光熱治療產生的鎮痛效果能維持三至四天。

理大生物醫學工程學系副教授溫春毅博士是該項研究的另一位負責人,他表示,結合抗體的納米探針和光熱治療雙管齊下,能夠更有效地降低關節組織的NGF水平,并且不會對患處周圍的軟組織和骨骼造成損傷。

溫博士說:“在以往的抗神經生長因子療法臨床實驗中,一個主要問題是使用高劑量NGF抗體會加劇關節病變。為解決這個難題,我們研發出使用標靶診斷治療同步技術去鎖定并消除NGF,從而將所需的NGF抗體劑量降至最低。”他介紹,使用理大團隊研發的技術,只需過往臨床實驗使用劑量的百分之一,已可以達到控制骨關節炎疼痛的效果。


楊莫教授(左)及溫春毅博士 (右)表示,這是首次使用納米技術將標靶光熱治療概念引進醫治骨關節炎疼痛



目前,骨關節炎的診斷主要依靠身體檢查,并可能輔以X光、磁共振成像掃描和關節鏡檢查。而理大研發的技術則帶來了一種創新且準確的診斷方法——疼痛成像。該方法的原理是利用光聲成像追蹤已鎖定痛原的納米探針。光聲成像是一種新的無創成像方式,既有光學成像的高對比度和良好的特異性,又有超聲成像的高分辨率和穿透深度。

在挑選納米探針材料時,研究團隊采用具良好光熱特性的黃金納米棒和優良生物相容性的二硫化鉬涂層。同時,二硫化鉬在導熱和水溶性都有良好表現,并且對近紅外光有高吸光度。這些特性使二硫化鉬成為優質的光聲成像造影劑,并能進一步提升納米探針的光熱治療表現。


NGF靶向納米探針樣本及其制備流程


溫春毅博士說:“如果理大研發的分子診斷治療同步技術能獲批臨床應用,有望幫助骨關節炎患者將接受昂貴手術的時間延后多年,并能大幅提高他們的生活質量。”

該研究成果已發表于美國化學學會出版的國際重要期刊《ACS Nano》,并獲《自然》旗下的《Nature Reviews Rheumatology》報道。



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