《ACS Nano》:黑磷纳米片用于骨关节炎治疗

发布网友发布时间：2024-10-03 17:11

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热心网友时间：2024-12-02 14:30

骨关节炎（OA）是一种常见疾病，其标志是软骨的退化和软骨下骨重塑。多数研究主要聚焦于软骨退化与软骨下骨损伤的独立方面，较少关注二者的协同作用。上海大学陈雨、向慧静教授和同济大学李国东教授团队合作研发了兼具抗ROS清除与修复软骨下骨的创新药物。黑磷纳米片（BPNSs）因其显著的活性氧清除能力与出色的生物相容性，被选为这一双功能药物的核心。

在氮气气氛下的超纯水中，通过20小时的超声处理，将BP晶体粉末分散制备BPNSs。经过两步差分离心策略，实现BPNSs的纯化与浓缩。这些纳米片展现出高结晶度和超薄特征，厚度约为5nm。在拉曼光谱中，BPNSs在特定频率处与原始BP晶体粉末有所差异，显示红移。模拟体液环境中的BPNSs更易于降解，且平均厚度更薄，这可能是由于较高pH环境的影响。

BPTSs展现出强大的自由基清除能力，即使在低浓度下也能有效清除ROS，显示出优良的抗氧化效果。在自由基清除实验中，BPNSs的效率高达85.1%，而与ABTS+反应后，清除效率可达89.8%。通过ESR光谱检测，BPNSs被证实能够显著消除OH、1O2和O2−等自由基。

在细胞毒性测试中，BPNSs在高达400μg/mL浓度下暴露48小时，均未对大鼠原代软骨细胞和骨髓间充质干细胞（BMSCs）产生明显毒性。BPNSs能有效保护细胞免受氧化应激的影响，通过上调SOD活性与下调MDA水平，维护细胞内稳态，抑制氧化损伤。

BPTSs在体外能够改善软骨细胞的代谢功能，减少OA的分解代谢过程。同时，BPNSs对骨髓间充质干细胞成骨过程有所促进，证实了其在软骨下骨修复中的独特潜力。RNA测序结果揭示了BPNSs能够调节细胞代谢途径与炎症反应，增强软骨基质的合成与修复。

为验证BPNSs的治疗效果，采用大鼠前交叉韧带横断（ACLT）建立膝关节骨关节炎模型。实验结果显示，相比于对照组，BPNSs处理的模型显示出明显减少的II型胶原丢失，以及软骨下骨重塑无显著变化，未观察到异位骨化的迹象。

总体而言，BPNSs作为骨关节炎治疗的创新手段，展现出高效的ROS清除能力与软骨下骨修复效应，对软骨细胞代谢与骨髓间充质干细胞成骨过程均有所改善，有望在临床上成为安全有效的治疗新途径。