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近红外光触发多孔AuPd合金纳米颗粒产生温和的局部热加速骨再生

大型骨缺损的治疗仍然是医学界一个艰巨的难题。目前,常用来治疗骨缺损的方法有自体和同种异体骨移植。但是这些技术治疗周期长,对技术要求也较高,并且容易出现骨折不愈合等并发症,临床运用受到一定的限制。因此,实现缺损区域新骨的快速再生将是一种较好的治疗手段。

我们合成了一种生物相容性良好并且具有优异光热响应的多孔金钯合金纳米颗粒(pAuPds),并探究了pAuPds作为近红外光热剂在近红外激光(808 nm)的照射下产生的温和的温度(40-43 °C)对于促进小鼠颅骨缺损区域新骨再生的能力。研究结果表明,pAuPds的体外光热效应可以极大的促进细胞增殖,而体内光热效应可以快速促进小鼠颅骨缺损区域新骨的再生,仅仅经过6周的光热治疗,97%的缺损区域被新骨所覆盖。RNA测序表明,Wnt信号通路与该温和的温度(40-43 °C)有关,同时,蛋白质印迹实验也表明,该温和的温度(40-43 °C)可以极大的促进热休克蛋白-47和骨形态发生蛋白-2的分泌。值得注意的是,相比于已报道的骨缺损的治疗,无论是治疗周期还是治疗方法,该研究工作都表现出极大的优势。

本研究结合近红外光在生物体内吸收少、穿透能力强的特点,以及pAuPds自身低毒性、高稳定性、以及优异的光热响应等优点,将纳米材料应用到骨缺损新骨再生上,实现了材料科学与医学的紧密结合,是学科交叉与学术创新的重要体现。

相关工作(Near-Infrared Light-Triggered Porous AuPd Alloy Nanoparticles To Produce Mild Localized Heat To Accelerate Bone Regeneration)近期发表在The Journal of Physical Chemistry Letters 2019, 10, 4185−4191。

 

 

 

(通讯员:张新刚)

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