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类风湿关节炎是一种慢性炎症性疾病,以关节疼痛,肿胀和损伤为特征。尽管类固醇,抗炎药和免疫抑制剂等药物可以帮助减缓关节破坏并缓解疼痛,但它们具有副作用,而且并不完全成功。
类风湿关节炎以前与受影响关节中活性氧物质(ROS)的过量产生有关。这些化学分子不仅会氧化并降解软骨和骨骼,还会激活称为细胞因子的炎症蛋白的表达。
在一种新型治疗方法中,已证明在饮用水中施用氢气可中和ROS,从而减轻类风湿关节炎症状。就是说,这种气体并不是特别溶于体液中,而且会迅速从体内清除掉。
考虑到这些局限性,中国南方医科大学的科学家着手开发一种将气体直接输送至关节炎关节并保持一定时间的方法。研究人员从可商购的镁微球开始,他们大多用一种叫做透明质酸的关节润滑剂包被-但是,每个球上的一个点都没有被包衣。
随后将微球放置在模拟联合流体中时,每个球上未涂覆的镁与该流体中的水反应,产生氢气气泡流。这些气泡实际上起着推动作用的作用,使球体在流体中四处移动。由于这个原因,被涂覆的微球被描述为微马达。
现在,研究人员可以将微电机直接注入患者的关节炎关节中-这些球体将继续在整个关节中运动,并在较长时间内同时释放出氢气和透明质酸。在ACSNanoLetters(基于镁的微马达作为精确的类风湿关节炎治疗的氢气发生器)中进行了报道,研究人员开发了由氢气泡推动的镁基微马达,当将其注射到大鼠关节中时,这种微马达改善了类风湿关节炎的症状。
实际上,在对关节炎大鼠的关节进行的实验室测试中,与未治疗的对照组相比,注射微电机可减少爪子肿胀,骨侵蚀和细胞因子水平。
当将氢气注射到大鼠关节中时,微型发动机(插图,上图,显微镜图像,下图)可以改善类风湿关节炎的症状。比例尺,20m
研究人员的系统基于镁基微型电动机-微小的球与水反应生成氢气泡,从而推动电动机。他们在透明质酸(一种关节润滑剂)上涂覆了微电机,为镁与水反应留下了一个小开口。当放置在模拟关节液中时,微电机显示出氢气泡的长时间持续释放,并且可以自行移动。
然后,研究小组将微型马达注入类风湿关节炎动物模型的大鼠关节中,并使用超声波对其进行可视化。与未注射的大鼠相比,经治疗的大鼠显示出更少的爪子肿胀,减少的骨侵蚀和较低的炎性细胞因子水平。
研究人员说,尽管微电机仍然需要在人体中进行测试,但它们显示出在类风湿性关节炎和其他炎症性疾病治疗中的巨大潜力。