本研究利用納米材料技術，設計了一種可以光照釋放氫氣的材料，多種方法證明這種材料釋放氫氣和細胞安全性等特征，用類風濕關節(jié)炎動物模型驗證了這種材料對于控制炎癥的可行性，結果表明這種策略對于具備炎癥控制是一種有前景的治療工具。利用材料釋放氫氣的研究，最近2年有比較快速的發(fā)作，材料學技術結合細胞和醫(yī)學工具，證明某種釋放氫氣的材料具有抗氧化抗炎癥作用。
類風濕關節(jié)炎(Rheumatoid arthritis, RA)是一種以滑膜增生和炎癥細胞聚集為特征的慢性自身免疫性全身炎癥性疾病，最終導致骨破壞、關節(jié)畸形，最終致殘。RA的病因仍有爭議，但其病理過程較為明確。炎癥細胞大量集結和浸潤促進滑膜增生，導致II類主要組織相容性復合體抗原過表達。炎癥引起的一系列降解酶的產(chǎn)生和急性氧化應激導致類風濕關節(jié)嚴重的骨和軟骨損傷。因此，去除增生的滑膜成纖維細胞，緩沖局部關節(jié)的氧化應激是治療RA的有效方法。

 
氫氣作為一種抗氧化應激劑，在預防和治療氧化應激方面顯示出巨大的潛力
氫氣能迅速穿透細胞膜，減少細胞內有害的活性氧(ROS)，尤其是羥基自由基(·OH)，對細胞起到保護作用。雖然它們具有細胞毒性，但低濃度的氧氣−和氫氣 氧氣在維持細胞增殖和凋亡等正常生理功能方面發(fā)揮著非常重要的作用。因此，在不影響其他ROS的基本生物活性的情況下，中和細胞毒性ROS是至關重要的。太田成男等證明氫氣可以降低·OH引起的細胞毒性而不損害其他ROS，并提出氫氣作為一種抗氧化劑具有預防和治療疾病的潛力。此外，已有研究表明，氣療與常規(guī)治療相結合具有協(xié)同治療作用。何前軍等指出氫熱療法不僅能協(xié)同增強抗腫瘤作用，而且有保護正常組織細胞免受熱療損傷的潛力。值得注意的是，氫氣在生理條件下極低的溶解度限制了其生物應用。如何實現(xiàn)高光催化產(chǎn)氫和靶向給藥是提高氫熱療法療效的關鍵，但目前仍存在挑戰(zhàn)性。納米材料很可能為克服這一挑戰(zhàn)提供一個平臺。
近年來，空心半導體光催化劑、鎢基光催化劑、TiO2、1T-MoSe2/g-C3N4等光催化納米材料的研究得到了迅速發(fā)展。金屬有機骨架材料(metal-organic frameworks, MOFs)是一種極具半導體性質的多孔材料，由有機連接體與金屬離子/團簇結合而成，在光催化領域具有廣闊的應用前景。多孔半導體材料有利于活性中心的暴露。除了上述優(yōu)點外，MOFs的結晶性避免了e-h復合中心的結構缺陷。為了進一步抑制e-h復合，在n型半導體MOFs中引入金屬納米粒子(NPs)是一種已被證實的促進電荷分離的方法。由于肖特基勢壘，遷移的電子被金屬NPs捕獲，空穴擴散到MOFs表面。然而，大多數(shù)MOFs具有與半導體類似的高導帶(CB)和低價帶(VB)，這使得它們具有較寬的帶隙，只能引起紫外光的吸收，限制了其生物應用。通過引入表面等離子體共振(SPR)， MOFs的光吸收可以從紫外擴展到可見光(Vis)甚至近紅外(NIR)。納米金屬的SPR盟和Ag)等可以通過Vis興奮產(chǎn)生熱電子和注入他們最低未占據(jù)分子軌道(LUMO)或CB的n型semiconductor-like mof,從而大大提高了超高頻分離及光催化效率。江海龍等研究表明，與其他Pt-MOF和MOF@Au相比，在Vis輻照下，Pt-MOF@Au的光催化氫氣產(chǎn)率更高。我們介紹了Pt-MOF@Au作為一種多功能氫氣發(fā)生器，實現(xiàn)了類風濕性滑膜細胞靶向輸送，具有極高的光催化氫氣生成能力。

 
該研究設計了Pt-MOF@Au@QDs/PDA，通過“ELVIS”效應實現(xiàn)RA氫熱療法聯(lián)合被動靶向類風濕性滑膜部位。Pt-MOF@Au催化劑結合了Au的表面等離子體共振激發(fā)和Pt-MOF肖特基結，在可見光照射下表現(xiàn)出非常高效的光催化氫氣生成。pda介導的PTT在清除增殖滑膜細胞的同時可以緩沖氧化應激。值得注意的是，氫熱聯(lián)合治療可減少單純熱治療對正常細胞/組織的副作用，同時可通過控制給藥生物還原性氫增強其對滑膜細胞氧化應激的緩沖作用。生物還原氫的這種穩(wěn)態(tài)調節(jié)功能類似于NO、CO等幾種典型的治療氣體，而氫氣生物安全性高，中毒效果不明顯。這些結果表明，多功能的Pt-MOF@Au@QDs/PDA是一種極好的、有效的RA治療策略。
從應用價值角度考慮，材料本身的使用安全性是一個最大的缺陷，氫氣所以受到醫(yī)學上的重視，根本原因在于氫氣能產(chǎn)生作用，但另一個關鍵因素是氫氣的巨大生物安全性，材料的引入本身會破壞這種安全性的優(yōu)勢，從這個角度來說，使用材料研究氫氣的工作存在一定尷尬，當然應該鼓勵這種研究，因為對于證明氫氣效應提供了更多證據(jù)，且提出的各種材料方案，有一些可能具有應用價值，且解決了氫氣輸入困難的問題。類風濕人群可以通過吸氫機呼吸氫氣以及飲用富氫水，實現(xiàn)改善類風濕所引起的炎癥作用。