纳米颗粒新突破：助力骨关节疾病治疗

为改善骨关节疾病预后，研究人员对载生长因子纳米颗粒灭菌研究，发现 β 辐射 12kGy 效果佳，意义重大。

　　

研究背景

随着全球人口老龄化，骨关节疾病的患病率不断上升。这类疾病会导致骨骼和关节退化，严重影响老年人的生活质量，还给医疗系统带来沉重的经济负担。目前，针对骨关节疾病的治疗主要集中在症状管理上，迫切需要新的治疗方法。

研究发现，通过组织工程技术进行软骨再生可能是治疗骨关节疾病的一种潜在方法。其中，使用血管内皮生长因子 165（Vascular Endothelial Growth Factor 165，VEGF₁₆₅）和血小板衍生生长因子 BB（Platelet-Derived Growth FactorBB，PDGF-BB）等生长因子，可促进细胞增殖和血管生成，改善疾病预后。然而，生长因子本身不稳定，易受多种因素影响而降解。将其封装在纳米颗粒（Nanoparticles，NPs）中，能起到保护作用。纳米结构脂质载体（Nanostructured lipid carriers，NLCs）是一种具有多种优势的纳米颗粒，可有效封装生长因子。但目前对这些纳米颗粒的灭菌研究较少，而灭菌是临床应用的关键要求。因此，开展此项研究意义重大。

西班牙巴斯克大学（University of the Basque Country）等机构的研究人员进行了相关研究，研究成果发表在《Drug Delivery and Translational Research》上。此项研究为骨关节疾病的治疗提供了新的思路和方法，有望推动该领域的发展。

研究方法

1. 纳米结构脂质载体的制备：采用乳化 - 超声法制备 NLCs，分别制备含 VEGF₁₆₅或 PDGF-BB 的 NLCs，经洗涤、冻干等步骤获得最终产物。
2. NLCs 的表征：使用动态光散射、激光多普勒测速仪和冷冻透射电子显微镜（cryo-TEM）等技术对 NLCs 的粒径、多分散指数（PDI）、zeta 电位和形态进行表征。
3. 稳定性研究：将 NLCs 分别在室温（RT）和 4℃下储存三个月，定期使用 Zetasizer Nano ZS 进行表征，确定最佳储存条件。
4. 细胞实验：使用人脐静脉内皮细胞（HUVEC）和人脂肪来源干细胞（ADSCs）进行实验，评估 NLCs 的细胞毒性、生长因子的释放特性以及生物活性。
5. 灭菌处理：采用 β 和 γ 两种辐射，分别以 12 kGy 和 25 kGy 的剂量对 NLCs 进行灭菌处理，按照欧洲药典标准评估灭菌效果。

研究结果

1. NLCs 的特性：制备的 NLCs 粒径在 175nm - 210nm 之间，zeta 电位约为 - 22mV，PDI 在 0.28 - 0.30 之间，形态为球形。低浓度（0.25mg/mL）的 NLCs 对细胞无毒性，高浓度则表现出毒性。
2. 稳定性研究：在 4℃下储存一个月，NLCs 的性质较为稳定；室温储存时，NLCs 的粒径和 PDI 会迅速增加。
3. 灭菌效果：25 kGy 的 β 和 γ 辐射均可有效灭菌，但 12 kGy 的 γ 辐射灭菌效果不佳，会导致细菌生长。
4. 辐射对 NLCs 的影响：12 kGy 的 β 辐射对 NLCs 的物理化学性质影响较小；25 kGy 的 β 辐射仅对 PDGF-BB 负载的 NLCs 有影响。25 kGy 的 γ 辐射会显著改变 NLCs 的物理化学性质。
5. 生长因子释放：VEGF₁₆₅和 PDGF-BB 从 NLCs 中快速释放，β 辐射 12 kGy 对 VEGF₁₆₅释放无影响，对 PDGF-BB 释放有一定影响；25 kGy 的 β 辐射和 25 kGy 的 γ 辐射均显著降低生长因子的释放。
6. 细胞毒性和生物活性：释放的生长因子在测试浓度下无细胞毒性。β 辐射 12 kGy 对 VEGF₁₆₅和 PDGF-BB 的生物活性影响较小，25 kGy 的 γ 辐射则显著降低其生物活性。

研究结论与意义

研究表明，β 辐射 12 kGy 是对负载 VEGF₁₆₅和 PDGF-BB 的 NLCs 进行灭菌的最佳方法，该方法能保持纳米颗粒的物理化学完整性，最大限度减少生长因子释放和生物活性的降低。VEGF₁₆₅和 PDGF-BB 在促进血管生成和细胞增殖方面具有重要作用，经 β 辐射灭菌的 NLCs 有望成为治疗骨关节疾病的有效手段。此外，NLCs 在组织工程和 3D 打印领域也具有潜在应用价值，为组织修复和再生提供了新的可能。通过调整生长因子浓度，可实现个性化治疗，进一步提高治疗效果，加速患者的康复进程。