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Advanced Materials | 創(chuàng)新納米限域策略實現(xiàn)氨硼烷在骨植入物表面的可控水解與氫氣釋放，用以治療糖尿病條件下的骨損傷
中國科學院深圳先進技術研究院王國成研究員團隊聯(lián)合空軍軍醫(yī)大學口腔醫(yī)院孔亮教授團隊、常州大學趙曉兵教授團隊，近日在國際學術期刊Advanced Materials發(fā)表題為"Nanoconfinement of Ammonia Borane via Hybrid-Phased Titanate Nanocrystals Enables Sustained H2?Release for Diabetic Bone Repair"的研究論文。該研究針對糖尿病患者骨植入失敗率高的臨床難題，開發(fā)了新型納米限域氫氣遞送系統(tǒng)。
糖尿病患者骨植入失敗率高的主要歸因于長期高糖環(huán)境引發(fā)的高氧化應激，導致骨再生持續(xù)受抑。氫氣雖在抗炎抗氧化方面具有生物醫(yī)學潛力，但現(xiàn)有遞送方式存在局部供應不足、無法與植入物整合等缺陷。氨硼烷（AB）作為高效儲氫前藥，其快速水解導致的氫氣泡生成和細胞毒性嚴重制約生物應用。
研究團隊創(chuàng)新性提出單端錨定對接（OEAD）策略，通過等離子噴涂與水熱反應在鈦合金表面構建HyPT多級微納結構，結合鎂離子負載成功制備AB@HyPT-Mg材料。該設計實現(xiàn)三大突破：1）通過限域效應調(diào)控AB溫和水解，氫氣可持續(xù)釋放11天以上；2）阻隔AB分子與炎癥微環(huán)境過氧化氫的毒性反應；3）協(xié)同鎂離子促進神經(jīng)血管化骨再生。實驗驗證顯示，該材料可顯著降低糖尿病微環(huán)境的ROS水平，并在正常血糖模型中保持促骨再生能力。
現(xiàn)有納米限域策略主要關注氨硼烷的快速產(chǎn)氫，而本研究首次將納米限域策略應用于調(diào)控AB的緩慢水解，并將其整合到醫(yī)用植入材料的氫氣遞送系統(tǒng)中，突破了傳統(tǒng)氫氣治療技術的局限性，為糖尿病骨缺損修復提供了新的解決方案。團隊指出，該技術未來可通過調(diào)控H2與金屬離子協(xié)同釋放，拓展至神經(jīng)修復及抗衰老醫(yī)學領域。
論文通訊作者為中國科學院深圳先進技術研究院王國成研究員、空軍軍醫(yī)大學口腔醫(yī)院孔亮教授和常州大學趙曉兵教授。第一作者包括張圓助理研究員（王國成團隊）、劉富偉副教授（孔亮團隊）和楊明剛助理研究員（王國成團隊）。研究獲得國家自然科學基金、深圳市科技計劃項目、深圳市發(fā)改委及陜西省重點研發(fā)計劃等資助，并得到中國科學院深圳先進技術研究院潘浩波研究員及波蘭波茲南密茨凱維奇大學Emerson Coy教授、Karol Za?eski助理教授等專家的學術支持。
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