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涂盈锋:氢动力微马达用于急性缺血性脑卒中的精准且主动的氢气改善

在脑血管疾病领域,缺血性脑卒中一直较难治愈,其病理症状主要表现为脑缺血再灌注后的氧自由基损伤和炎症反应等。近年来,氢气改善是一种新兴的、有前途的改善手段。作为还原性小分子气体,氢气能够特异性地清除体内有害的活性氧包括·OH和ONOO−,但同时又保留了正常信号所需的其他活性氧。与常规的微纳米载体相比,微纳米马达(micro- and nanomotors)能够将周围环境中的化学能或外部能量转换成自身动能,因此在生物医学领域具有更好的应用前景。通过近十几年的发展,微纳米马达已经成为了微纳米领域的研究热点。而镁基马达中的主体结构金属镁可以与水发生化学反应生成氢气,从而推动马达的运动。那么如果能够利用镁基马达产生的氢气来进行主动地氢气改善,这将大幅提高氢气的生物疗效。
 

涂盈锋:氢动力微马达用于急性缺血性脑卒中的精准且主动的氢气改善
 

有鉴于此,南方医科大学药学院涂盈锋教授和合作者通过对镁微球进行不对称地修饰,制备得到了具有Janus结构的生物可降解氢动力镁基马达。通过镁-水反应产生的氢气不仅可以作为马达运动的动力来源,还可以有效地降低体内的氧化应激及炎症因子水平,为实现急性缺血性脑卒中的精准改善提供了一种新的策略。镁基马达能够原位持续地产生氢气,其运动速度可达51 μm/s。马达的运动可以增强氢气主动递送的效能,从而进一步提高其在细胞外和细胞内的抗氧化能力。通过脑立体定向仪将镁基马达精确地注射到目标区域,利用马达产生氢气的抗氧化、抗炎作用来减轻脑缺血再灌注损伤,从而实现急性缺血性脑卒中的精准改善。
 

该研究成果以“Hydrogen‐Powered Microswimmers for Precise and Active Hydrogen Therapy Towards Acute Ischemic Stroke”为题,在国际材料科学期刊Advanced Functional Materials(DOI:10.1002/adfm.202009475)在线发表。南方医科大学药学院涂盈锋教授、刘叔文教授、刘坤博士后,中山大学材料科学与工程学院彭飞教授为本文的共同通讯作者。南方医科大学药学院博士研究生王双虎和刘坤博士后为本文的共同第一作者。该研究受到国家自然科学基金、广东省青年珠江学者项目的支持。
 

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