重要突破！广州科研团队有望借“纳米机器人”实现“一针治痛风”

当刀割般的关节疼痛缠绕8000万国人，一项新技术正在实验室悄然酝酿。今天，让我们跟随这支来自南方医科大学的科研团队，揭开“一针治痛风”背后的科技创新密码。

创新技术，全球首个

痛风，是人体内尿酸结晶堆积引发的剧烈关节炎症，严重发作时关节疼痛如刀割、针刺、火烧般深入骨髓，已累及全国超8000万患者。

传统药物治疗虽能降解尿酸缓解症状，却像“灭火器”只能扑灭明火，无法清除隐患，尿酸降解后产生的过氧化氢更像“余烬”，长期损伤关节，甚至引发心血管疾病。更棘手的是，人体自身早已失去分解尿酸的“工具”——尿酸酶。

如何设计一个既能高效降解痛风患者体内尿酸、又能自动清理“余烬”的智能系统？这成了全球医学科研者竞逐的难题。

近日，南方医科大学药学院涂盈锋教授团队在《自然·通讯》（Nature Communications）发表研究论文。该研究构建了一种负载有柠檬酸钠和尿酸酶的中空介孔二氧化硅“纳米马达”，作为可移动的能量转换器件，用于痛风安全高效的主动治疗，也成为全球首个利用二氧化硅“纳米马达”开展痛风主动治疗的研究。

据了解，该团队将推进临床试验，通过将“纳米马达”注射进人体关节腔，有望在5年内实现痛风患者“一针治疗”的目标。

“纳米马达”，“吃掉”尿酸

在摸索研究中，涂盈锋团队成员偶然注意到蜜蜂采蜜时会释放信息素引导同伴，形成高效的“群体作业”。这启发了团队有了“纳米蜂群”的大胆设想，能否设计一种能在人体关节内自主运动的纳米颗粒，携带人体匮乏的降解尿酸的酶，像一只只小蜜蜂一样，在关节内自主协作，精准“围攻”尿酸结晶？

图／涂盈锋团队正在探讨实验中存在的难点

于是，可负载柠檬酸钠和尿酸酶的中空介孔二氧化硅“自驱动纳米马达”的概念诞生了，它就像一台微型机器人，在人体关节腔内一边“吃掉”尿酸，一边将有害的降解产物过氧化氢转化为无害的水和氧气，形成自给自足的“能量循环链”。

“我们不是单纯在制造尿酸酶纳米颗粒，而是在纳米世界实现微小颗粒的自主运动。”团队主创成员刘璐表示，要让尿酸酶纳米颗粒在关节腔内自主运动“扫除”尿酸和降解产物，就必须赋予纳米颗粒较快的运动速度。

最初研发的“纳米马达”像无头苍蝇般，只能随机移动（布朗运动），效率极低。团队研究发现尿酸降解会产生离子梯度，就像火箭喷射气体产生推力一样。利用这一原理，团队在纳米颗粒表面“凿”出一个不对称的孔洞（类似火箭尾喷口），这是“纳米马达”自主运动的核心，让纳米颗粒能像赛车一样自主加速，使其运动速度提升了近3倍。

初期合成的孔洞要么太大（>150 nm），颗粒易碎裂，要么太小（<50 nm），离子梯度推力不足。团队反复尝试不同配比的溶胶-凝胶反应，最终将孔径稳定在85.8±21.3nm，这相当于头发丝直径的千分之一。

由于纳米颗粒表面孔洞的大小和位置需精确到纳米级，为实现其稳定量产，团队还反复尝试了上百种硅壳合成工艺，最终通过“一步法”化学合成实现了目标。

图／研发的“纳米马达”导图

尿酸酶非常脆弱，如何防止高温、酸性、蛋白酶随时可能对尿酸酶的摧毁？团队为“纳米马达”特别设计穿上了“硅壳铠甲”，通过表面氨基包裹，来修饰固定酶分子。通过实验发现，包裹后的尿酸酶在70℃高温下仍保留46%活性，抵御蛋白酶的能力提升了2.5倍。这相当于给士兵穿上防弹衣，让它们在恶劣环境中也能持久作战。

深入研究，开拓未来

“每一个微小的突破，终将汇成改变人类健康的洪流。”涂盈锋表示。长期以来，涂盈锋带领团队深入开展“自驱动微纳米马达”生物医学应用等方面研究，专注于开发响应性纳米载体（如pH、温度、光敏感材料），用于肿瘤靶向治疗和精准药物控释，其研究的微纳米机器人在药物递送中可突破传统技术局限，被同行评价为“开拓性研究”。

目前，负载柠檬酸钠和尿酸酶的“纳米马达”在动物实验模型中已展现卓越疗效，关节损伤修复率超90%，且无副作用。下一步，团队将推进临床试验，通过将“纳米马达”注射进人体关节腔，在5年内实现痛风患者“一针治疗”的目标。

从更长远看，“纳米马达”的技术还可拓展至其他代谢性疾病，例如运用葡萄糖驱动的“纳米马达”治疗糖尿病，或用胆固醇降解酶对抗动脉粥样硬化，“主动纳米医疗”的时代正在到来。

参考来源

广州日报《重要突破！看“纳米机器人”大口“吃掉”尿酸，广东科研团队有望实现“一针治痛风”，未来治疗糖尿病血管硬化都可能应用该技术》

https://mp.weixin.qq.com/s/gcJuyL6ziTYX7ARgSfeh-Q

中国机器人网《我国科学家目标 5 年内实现痛风患者“一针治疗”，纳米机器人“吃”掉尿酸结晶》

https://mp.weixin.qq.com/s/2Z4rgbdw9Ign7lWdMsWeZQ

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