NIR驱动的温敏碗状纳米马达：高穿透、靶向、光声成像引导的血栓溶解治疗

基本信息

英文标题：NIR-Propelled Thermosensitive Bowl-Shaped Nanomotors with High Penetration and Targeting for Photoacoustic Imaging Guided Thrombolysis Therapy

中文标题：NIR驱动的温敏碗状纳米马达：高穿透、靶向、光声成像引导的血栓溶解治疗

发表期刊：《Advanced Healthcare Materials》

影响因子：9.6

作者单位：

福建医科大学等

作者信息：

Yina Su, Linjie Huang, Guizhen Xu, Simin Chen, Jiaqiong Wu, Siyu Wang, Yichao Zhang, Xiahui Lin

研究背景

研究背景：

1.临床/生物学问题：

血栓性疾病(如心肌梗死、缺血性中风)发病率高，传统药物如尿激酶存在半衰期短、靶向差、出血风险高等问题。

2.现有研究的局限性：

纳米药物递送系统虽能改善部分问题，但仍难以穿透致密血栓核心，且缺乏实时成像引导。

3.研究切入点与创新点：

设计了一种近红外驱动的碗状纳米马达(APBUL)，具备靶向、温控释药、光热驱动穿透、活性氧清除及光声成像功能，实现诊疗一体化。

APBUL纳米颗粒制备、光声成像引导的溶栓治疗以及血栓炎症微环境调控示意图

研究方法

1.动物模型构建：

使用FeCl₃诱导的下肢静脉血栓小鼠模型。

2.细胞培养与处理：

使用HUVEC细胞株，进行CCK-8细胞活性、ROS清除、活/死染色等实验。

3.材料合成与表征：

模板法合成SiO₂@RF@AuPt纳米颗粒

HF刻蚀形成碗状结构

静电吸附UK

脂质体包被(含CREKA靶向肽)

TEM、Zeta电位、UV-vis-NIR、元素映射等表征

4.功能实验：

光热性能：1064 nm激光照射，热成像记录

酶活性：CAT-like催化H₂O₂产O₂

运动能力：光学显微镜追踪，MSD分析

血栓溶解：体外血栓块溶解实验

PA成像：Vevo 3100 LAZR系统

血小板聚集、凝血指数、溶血实验

5.体内实验：

PA成像监测血栓积聚

红外热成像监测温度变化

H&E染色评估血栓面积

ELISA检测TNF-α、sCD40L炎症因子

实验结果

图1 | APBUL的合成与表征

A：合成路径示意图

B-F：TEM图像：SiO₂、SiO₂@RF、Au种子、AuPt、碗状APB、APBUL

G：UV-vis-NIR吸收光谱

H：Zeta电位变化

I：元素映射(Au、Pt、C、N、O)

图2 | H₂O₂清除与光热性能

A：功能示意图

B-C：不同H₂O₂浓度下O₂生成量及气泡图

D-E：不同浓度APBUL的热成像与升温曲线

F：三循环光热稳定性

G：光热转换效率(η = 17.02%)

H：NIR诱导UK释放曲线

图3 | 自热泳运动与PA成像

A：热泳示意图

B-C：不同激光功率下的轨迹与速度

D-F：有无H₂O₂下的运动轨迹、MSD与速度

G-I：NIR开/关控制运动的MSD与速度

J-K：不同浓度APBUL的PA成像与信号强度

图4 | 体外血栓溶解性能

A：光热+药物协同溶栓示意图

B：血栓块溶解照片

C-D：不同处理组的溶栓效果与残余血栓重量

E：血栓部位温度变化

F：纤维蛋白与血红蛋白吸光度

G：血小板聚集变化

H：凝血指数(BCI)

图5 | 细胞活性与ROS清除

A：ROS清除示意图

B：不同浓度APBUL对HUVEC的活性影响

C：APBUL对H₂O₂诱导细胞毒性的保护作用

D：活/死细胞染色

E：细胞内ROS清除效果

图6 | 体内PA成像评估

A：PA成像示意图

B：不同时间点PA图像

C：血氧饱和度(sO₂)图像

D：PA信号强度变化曲线

E：sO₂变化曲线

图7 | 体内血栓治疗效果

A-B：实验设计与溶栓过程示意图

C-D：体内温度变化与热像图

E：下肢静脉照片

F：H&E染色

G：血栓面积量化

H-I：TNF-α、sCD40L炎症因子水平

研究结论

APBUL具有靶向、NIR响应释药、热泳驱动深层穿透、CAT-like清除ROS等多功能实现了光声成像引导下的血栓溶解治疗显著降低炎症因子水平，减少复发风险为血栓诊疗一体化提供了新策略

文献意义:

首次将碗状纳米马达与热泳穿透、光声成像结合用于血栓治疗实现了靶向、可控释药、深层穿透、微环境调控、成像诊断的多功能集成提供了一种潜在低出血风险的溶栓治疗新平台.