近日，博济医药药物(wù)评价中心联合哈佛大學(xué)医學(xué)院、天津大學(xué)医學(xué)院及广东工业大學(xué)生物(wù)医药學(xué)院在國(guó)际顶级期刊《Materials Horizons》（影响因子：13.3）上作為(wèi)“封面文(wén)章”发表 “Infected wound repair with an ultrasound-enhanced nanozyme hydrogel scaffold”為(wèi)题的高水平學(xué)术论文(wén)。
图1：《Materials Horizons》2023年12月份杂志(zhì)封面
慢性糖尿病伤口难愈是目前影响全球4.63亿糖尿病患者正常生活的重大困扰。尽管有(yǒu)生物(wù)工程皮肤或基于生長(cháng)因子的治疗方法不断涌现，但在过去几十年临床实践中仍有(yǒu)超过50%的患者未能(néng)从这些疗法中获益。缺乏有(yǒu)效的治疗方案凸显了寻找慢性伤口快速愈合有(yǒu)效解决方案的重要性。
鉴于此，哈佛医學(xué)院陶伟教授和Seyoung Koo教授、天津大學(xué)姬晓元教授、广东工业大學(xué)栾天罡教授及其课题组张帆教授、博济医药科(kē)技股份有(yǒu)限公司冯力文(wén)博士等人提出一种基于铂纳米粒子聚集體(tǐ)的炎症标本兼治的新(xīn)策略，用(yòng)于慢性感染伤口的有(yǒu)效快速愈合。
本研究利用(yòng)前期开发的一种动态共价-金属有(yǒu)机配位模板法（Nano Today, 2023, 48, 101708）实现了高密度铂纳米粒子聚集體(tǐ)的合成，然后利用(yòng)纳米粒子在超声介导下能(néng)模拟多(duō)种生物(wù)酶催化活性的特点，构建同时清除ROS和调节细胞稳态双重功能(néng)的纳米凝胶喷涂剂。
“标本兼治”的主要机制在于：这种高致密的铂纳米粒子所组成的纳米聚集體(tǐ)能(néng)与超声波造成的空化效应所造成的光产生的特定频率发生共振。这种等离子共振效应造成的金属表面電(diàn)子极化能(néng)够接受NADPH上一对孤对電(diàn)子的能(néng)量，形成两个单独的電(diàn)子和金属表面的活化H。
随后，持续的超声作用(yòng)使GS-SG的双硫键自由基化，与金属表面活化的H进行反应，最终形成2个GSH分(fēn)子，从而实现谷胱甘肽还原酶的催化功能(néng)的模拟。这种有(yǒu)效的GSH的产生能(néng)发挥调控胞内氧化应激水平、下调炎症因子、促使巨噬细胞极化等生物(wù)學(xué)功能(néng)，配合铂纳米粒子原有(yǒu)的催化过氧化氢转化為(wèi)氧气的能(néng)力，更有(yǒu)效地减缓伤口处持续性的氧化应激及局部乏氧问题，最终使这种铂纳米粒子聚集體(tǐ)在超声介导下表现出ROS有(yǒu)效清除、细胞增殖与迁移能(néng)力改变、促血管形成等功能(néng)，从而全面有(yǒu)效的促进伤口有(yǒu)效快速愈合。
图2：超声介导下铂纳米粒子聚集體(tǐ) “标本兼治”的伤口愈合策略
图3：铂纳米粒子聚集體(tǐ)催化能(néng)力表征与机制
在體(tǐ)外，作者通过计算酶动力學(xué)参数及高分(fēn)辨质谱技术评估了铂纳米粒子聚集體(tǐ)催化分(fēn)解H2O2、生成GSH的能(néng)力。进一步在體(tǐ)外细胞炎症模型中验证了铂纳米粒子聚集體(tǐ)在超声介导下改善成纤维细胞增殖、内皮细胞分(fēn)化、角质形成细胞迁移、ROS清除、巨噬细胞极化等多(duō)种效应。
图4：超声介导下铂纳米粒子聚集體(tǐ)的體(tǐ)外细胞实验
图5：超声介导下铂纳米粒子聚集體(tǐ)的糖尿病小(xiǎo)鼠伤口愈合实验
最后在小(xiǎo)鼠糖尿病伤口模型中开展了伤口愈合实验及机制的研究。实验结果表明：将铂纳米粒子聚集體(tǐ)与GelMA凝胶混合后喷涂在伤口处，仅进行一次超声介导就能(néng)显著的增加伤口愈合的速度和效果。一系列免疫荧光切片的结果进一步验证了：超声介导下的铂纳米粒子聚集體(tǐ)是通过下调ROS水平和炎症因子，改善细胞增殖和迁移能(néng)力，同时调节巨噬细胞表型等方式实现有(yǒu)效的伤口愈合。这种既能(néng)从表观下调炎症因子水平又(yòu)能(néng)调节细胞稳态环境的方式，将為(wèi)难愈伤口管理(lǐ)方法提供一种的全新(xīn)策略。
图6：不同治疗方法的愈合过程及机制分(fēn)析
图7：不同治疗方法的免疫荧光染色实验
博济医药作為(wèi)國(guó)内知名全流程一站式服務(wù)CRO，经过20年的发展，已成為(wèi)國(guó)内CRO服務(wù)领域知名品牌，在包括药學(xué)研究、药物(wù)评价、小(xiǎo)分(fēn)子创新(xīn)药一體(tǐ)化服務(wù)、临床研究及注册服務(wù)、CDMO生产、技术成果转化等新(xīn)药各个研发阶段都有(yǒu)相关的配套服務(wù)，对新(xīn)药、医疗器械研发及注册申报积累了丰富的经验，以期為(wèi)促进國(guó)内外生物(wù)医药技术交流发展贡献力量。
作者信息
栾天罡
栾天罡 教授，中山(shān)大學(xué)理(lǐ)學(xué)博士，博士生导师，曾任广东工业大學(xué)党委常委，副校長(cháng)，现任五邑大學(xué)党委书记。國(guó)家杰出青年科(kē)學(xué)基金获得者、中组部“万人计划”科(kē)技创新(xīn)领军人才、广东省高等學(xué)校珠江學(xué)者特聘教授、科(kē)技部创新(xīn)人才推进计划重点领域创新(xīn)团队负责人。主持包括國(guó)家重大科(kē)研仪器研制、國(guó)家重点研发计划、面上项目等多(duō)个科(kē)研项目。兼任中國(guó)质谱學(xué)会理(lǐ)事，广东省分(fēn)析测试學(xué)会常務(wù)理(lǐ)事，广东省质谱學(xué)会副理(lǐ)事長(cháng)，广州市科(kē)學(xué)技术學(xué)会常委等职。主要研究方向為(wèi)环境分(fēn)析与健康，以第一/通讯作者在Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Edit.、Environ. Sci. Tech.、J. Hazar. Mater.等國(guó)家著名學(xué)术期刊发表SCI论文(wén)160多(duō)篇，SCI他(tā)引近4000多(duō)次，H因子42。
姬晓元
姬晓元 教授，中國(guó)科(kē)學(xué)院大學(xué)/哈佛大學(xué)理(lǐ)學(xué)博士，博士生导师，天津大學(xué)智能(néng)医學(xué)工程教育部工程研究中心副主任。优秀青年科(kē)學(xué)基金项目获得者、科(kē)睿唯安“全球高被引科(kē)學(xué)家” （Highly Cited Researchers）、全球前2%顶尖科(kē)學(xué)家，爱思唯尔（Elsevier）中國(guó)高引學(xué)者，天津市高层次人才-“海河英才”。获得Nanoscale Emerging Investigators、Wiley & Exploration优秀青年科(kē)學(xué)家、华夏医學(xué)科(kē)技奖等科(kē)技奖励。以第一/通讯作者在Sci. Adv.、Nat. Commun.、PNAS、Matter、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Edit.、Chem. Soc. Rev.等學(xué)术期刊发表论文(wén)60余篇, 所发表论文(wén)他(tā)引6500余次，其中23篇论文(wén)入围“ESI高被引论文(wén)”。申请和授权國(guó)内外发明专利20余项。
陶伟
陶伟 教授，现任美國(guó)哈佛大學(xué)医學(xué)院教授，获得美國(guó)METAvivor青年研究员奖、美國(guó)心脏协会合作科(kē)學(xué)奖。入选全球前2%顶尖科(kē)學(xué)家榜单、科(kē)睿唯安2021年全球高被引科(kē)學(xué)家、微软學(xué)术全球Top 5等奖项。担任Journal of Nanobiotechnology、Exploration副主编，Matter、Nano-Micro Letters、Bioactive Materials等期刊委员会成员。研究方向主要是围绕药物(wù)载體(tǐ)和生物(wù)材料的研发及其广泛的生物(wù)医學(xué)应用(yòng)（如mRNA/siRNA等核酸递送、肿瘤诊断治疗、心血管疾病、创伤愈合及组织再生、感染或炎症类疾病、糖尿病及其并发症等的治疗等）。陶博士团队研发的多(duō)种药物(wù)递送技术已获系统性的专利、具有(yǒu)良好的产业化背景。
冯力文(wén)
冯力文(wén) 博士 博济医药临床前研发技术副总监
Ø法國(guó)斯特拉斯堡大學(xué)药學(xué)博士；
Ø广东省海外人才引进项目获得者；
Ø发表SCI國(guó)际期刊9篇；授权专利2项；主持及参与國(guó)家/省级自然科(kē)學(xué)基金5项。
Ø主要从事天然药物(wù)全合成、纳米制剂研制、细胞治疗、药代动力學(xué)分(fēn)析、免疫治疗开发等研究，主要研究方向包括肿瘤免疫治疗、肿瘤靶向治疗、寄生虫类疾病治疗、细胞免疫治疗等；
