Bio-road研发团队在材料科学领域知名期刊《Chemical Engineering Journal》上发表最新研究成果。

血栓疾病是一项重大的全球性健康挑战，不仅导致高死亡率，而且给社会带来巨大的经济负担。目前，药物溶栓是治疗血栓的主要临床方法。尿激酶型纤溶酶原激活剂（u-PA）和重组组织纤溶酶原激活剂（rt-PA）等溶栓药物可将纤溶酶原转化为纤溶酶，从而溶解血栓内的纤维蛋白网络。虽然这些药物在治疗血栓相关疾病方面疗效不佳，但由于其半衰期短，且存在出血并发症的风险，限制了其整体治疗潜力。为了克服这些临床缺陷，人们致力于开发纳米药物，因为纳米药物具有易于改性、功能化和高载药量等优点。尽管取得了这些进展，但采用纳米载体的溶栓策略往往存在出血风险，而且药物负载能力有限，尤其是对血栓的渗透不足。为了应对这些挑战，最近的研究重点是开发能够穿透血栓的新型纳米疗法，包括光热疗法、超声波疗法、气体辅助疗法和纳米机器人疗法。光热溶栓是一种微创疗法，具有良好的靶向性，并能大大减少药物副作用。在这些方法中，磁热疗溶栓因其疗效高、安全性好而成为一种潜在的治疗模式。近红外光通过朗道阻尼效应将光能转化为热能，导致纤维蛋白凝块溶解。在热能转换剂中，氧化铁纳米粒子在近红外光的作用下产生热能，用于磁热疗溶栓，还能在磁场作用下因磁响应性引导纳米粒子深入血栓区域，在一定程度上提高了溶栓治疗的疗效。

近日，西南大学蚕桑纺织与生物质科学学院Bio-road生物医用材料研发团队在《Chemical Engineering Journal》上发表题为" Multifunctional Magnetic MOF under cover of Erythrocytes for ROS Scavenging and Magnetic Hyperthermia Thrombolysis "的研究成果（https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.163939）。该研究报道了一种多功能纳米平台 Fe₃O₄@MC-DEA-PBAP （FMDP），该平台结合了磁响应性和红细胞靶向策略用于活性氧清除和磁热疗溶栓 （MHT）。

我们提出了一种多功能纳米平台--Fe₃O₄@MC-DEA-PBAP（FMDP），它集磁性热溶栓（MHT）和红细胞隐藏策略于一体。CaCO₃/PDA (CP) 采用一步纳米沉淀法制备。然后将环糊精与 CP 交联得到金属有机框架（MC）。MC 与甲基丙烯酸 2-（二乙基氨基）乙酯（DEA）反应，得到 MC-DEA。随后，MC-DEA 与 4-羟基苯硼酸频哪醇酯 (PBAP) 反应，得到 MC-DEA-PBAP。最后，在 MC-DEA-PBAP 中加入纳米四氧化三铁，得到最终的 FMDP 体系。FMDP 用于静脉注射治疗血栓形成，其中 DEA 与红细胞结合，并到达血栓部位。同时，在股静脉的血栓处体外放置磁铁，引导 FMDP 向血栓富集。用近红外 808nm 激光照射血栓后，FMDP 通过光热反应提高血栓处的温度，溶解血栓。这一策略结合了纳米四氧化三铁和红细胞搭便车策略，实现了血栓部位的精确靶向。随后的近红外 808 纳米激光照射可诱导局部加热，从而实现光热溶栓。完成溶栓后，FMDP 上的 PBAP 清除血栓部位的 ROS，减轻血管内皮持续受损的风险。

图1. FMDP的制备流程及其磁热疗溶栓的作用原理示意图。

透射电镜（TEM）图像显示，MC-DEA-PBAP和FMDP具有立方MOF结构，且分布均匀。负载Fe₃O₄纳米颗粒后的FMDP的TEM图像显示其粒径约为400 nm，与粒径分析结果一致。同时，采用动态光散射（DLS）技术对合成的纳米颗粒进行了粒径分析。如图2B所示，在加载Fe₃O₄之前，MC-DEA-PBAP的粒径在200-300 nm之间。加载Fe₃O₄后，FMDP的粒径约在400 ~ 500 nm范围内。

图2.  FMDP的基础结构表征

为了评估FMDP结合后红细胞的形态完整性和活性，使用扫描电子显微镜（SEM）进行观察。如图3B所示，和MC孵育的红细胞没有观察到纳米颗粒的粘附，表明非特异性相互作用很小。相反，图2C显示FMDP在红细胞表面大量吸附，保持其形态稳定，没有破裂或损伤的迹象。使用共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）进一步证实了这一观察结果，用DiI标记的红细胞在其表面显示出FITC标记的FMDP的显著聚集（图3D）。

图3. FMDP对红细胞的靶向性能。

为综合评价FMDP光热溶栓能力，建立体外血栓模型。采用微流控系统结合近红外808 nm激光照射对FMDP光热性能进行了评价。如图4C和4E所示，在激光照射下，PBS对照组没有明显的温度变化，而FMDP处理组在300秒内温度从34.3°C上升到45°C。

图4.  FMDP的光热性能研究

为了评估FMDP清除ROS的能力，我们进行了一系列的体外实验。如图5A所示，PBAP与ROS发生氧化还原反应，导致颜色变化。采用紫外可见分光光度法在320 nm处检测H₂O₂的吸收峰（图5B和C）。随后，将不同浓度的FMDP与50 mM H₂O₂孵育，并在320 nm处测量ROS含量。如图5D所示，FMDP具有浓度依赖性的ROS清除作用，在5mg /mL时清除率为25%，在10mg /mL时清除率为50%。

图5. FMDP的活性氧清除能力研究

治疗后股静脉代表性图像如图6B所示。正常血管组（Sham），血管健康，未做任何治疗。生理盐水组作为对照，血栓造模后未注射药物，股静脉明显闭塞。uPA治疗组，显示部分再通，表明有一定的溶栓活性。值得注意的是，FMDP治疗组在近红外808 nm激光照射下表现出明显的再通，接近完全溶栓。激光散斑血流成像（图6C）进一步证实了上述实验结果。Sham显示出强劲的血流信号，而生理盐水组由于血栓没有明显的血流。与生理盐水组相比，uPA组的血流量有所改善，但改善程度不如FMDP组明显。FMDP组显示出更高的血流信号，与有效的溶栓一致（图6F）。

图6. FMDP的溶栓能力研究

如图7A所示，通过小鼠断尾实验来评估FMDP在体内的出血风险。通过记录小鼠尾部出血的体积和时间，定量分析不同治疗组的出血程度。如图7D所示，各治疗组的出血量在3.5 ~ 4 μL之间。FMDP出血量略低于假手术组，提示FMDP出血风险较低。此外，NIR 808照射后，FMDP的出血量无显著差异。如图7E所示，健康小鼠尾出血时间约为12 min， FMDP出血时间约为11min，说明FMDP未引起小鼠额外出血。以上实验结果证明，FMDP对小鼠无明显出血风险，不会引起凝血功能异常。

图7. FMDP的溶栓能力研究

综上所述，本研究提出的FMDP是一种很有前景的血栓综合治疗策略。通过在单个纳米平台中集成多种功能，与传统的溶栓疗法相比，FMDP提供了更高的疗效和更低的出血风险。这项研究的成功强调了多功能纳米平台在推进靶向和非药物溶栓治疗方面的潜力，从而为未来抗血栓治疗的发展提供了一条新的途径。

西南大学蚕桑纺织与生物质科学学院2022级硕士研究生管鹏鹏为本文第一作者，西南大学陆飞副教授，蓝广芊教授为本文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、重庆市自然科学基金的资助。

Bio-road研发团队一直专注于针对创面止血与促愈合、体内溶栓的研究，近三年课题组成员共主持包括国防项目，国家自然科学基金，重庆市科技攻关项目，重庆市自然科学基金在内的10余项科研项目。在Advanced Functional Materials、Bioactive Materials、Chemical Engineering Journal等杂志上发表高水平SCI论文50余篇；已申请国家发明专利40项，其中已授权20余项。

本研究成果原文下载：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.163939