在腦血管疾病領(lǐng)域，缺血性腦卒中一直較難治愈，其病理癥狀主要表現(xiàn)為腦缺血再灌注后的氧自由基損傷和炎癥反應(yīng)等。近年來，氫氣改善是一種新興的、有前途的改善手段。作為還原性小分子氣體，氫氣能夠特異性地清除體內(nèi)有害的活性氧包括·OH和ONOO−，但同時(shí)又保留了正常信號(hào)所需的其他活性氧。與常規(guī)的微納米載體相比，微納米馬達(dá)(micro- and nanomotors)能夠?qū)⒅車h(huán)境中的化學(xué)能或外部能量轉(zhuǎn)換成自身動(dòng)能，因此在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有更好的應(yīng)用前景。通過近十幾年的發(fā)展，微納米馬達(dá)已經(jīng)成為了微納米領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。而鎂基馬達(dá)中的主體結(jié)構(gòu)金屬鎂可以與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氫氣，從而推動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)。那么如果能夠利用鎂基馬達(dá)產(chǎn)生的氫氣來進(jìn)行主動(dòng)地氫氣改善，這將大幅提高氫氣的生物療效。
 

有鑒于此，南方醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院涂盈鋒教授和合作者通過對(duì)鎂微球進(jìn)行不對(duì)稱地修飾，制備得到了具有Janus結(jié)構(gòu)的生物可降解氫動(dòng)力鎂基馬達(dá)。通過鎂-水反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣不僅可以作為馬達(dá)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來源，還可以有效地降低體內(nèi)的氧化應(yīng)激及炎癥因子水平，為實(shí)現(xiàn)急性缺血性腦卒中的精準(zhǔn)改善提供了一種新的策略。鎂基馬達(dá)能夠原位持續(xù)地產(chǎn)生氫氣，其運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)51 μm/s。馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)可以增強(qiáng)氫氣主動(dòng)遞送的效能，從而進(jìn)一步提高其在細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)的抗氧化能力。通過腦立體定向儀將鎂基馬達(dá)精確地注射到目標(biāo)區(qū)域，利用馬達(dá)產(chǎn)生氫氣的抗氧化、抗炎作用來減輕腦缺血再灌注損傷，從而實(shí)現(xiàn)急性缺血性腦卒中的精準(zhǔn)改善。
 

該研究成果以“Hydrogen‐Powered Microswimmers for Precise and Active Hydrogen Therapy Towards Acute Ischemic Stroke”為題，在國(guó)際材料科學(xué)期刊Advanced Functional Materials(DOI:10.1002/adfm.202009475)在線發(fā)表。南方醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院涂盈鋒教授、劉叔文教授、劉坤博士后，中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院彭飛教授為本文的共同通訊作者。南方醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院博士研究生王雙虎和劉坤博士后為本文的共同第一作者。該研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省青年珠江學(xué)者項(xiàng)目的支持。