BMEMat：复旦步文博/刘艳颜教授团队综述纳米药物治疗慢性疼痛新进展|复旦大学|肿瘤|镇痛|材料|生物

　　研究背景

　　在多种疾病的进展和治疗中，常伴生着慢性疼痛现象。在个体生命中，大约有20%的人遭受慢性疼痛的折磨。目前，治疗慢性疼痛的药物一般为非甾体抗炎药和阿片类药物，前者虽然可有效缓解炎性疼痛，但对于严重的疼痛（如癌痛），其治疗效果有限；而后者常见的吗啡药物，具有强效的镇痛作用，但存在成瘾和耐受等潜在风险。纳米镇痛药物不仅可以有效镇痛，抑制慢性疼痛的发生发展，还可最大限度地减少副作用，并从根本上改变疼痛的治疗模式，有望为高效治疗慢性疼痛带来新的契机。

　　基于此，复旦大学材料科学系/聚合物分子工程国家重点实验室的步文博教授和刘艳颜教授团队撰写了关于纳米药物用于慢性疼痛治疗的综述，详细介绍纳米镇痛药物的研究进展，并阐述慢性疼痛发生过程中的神经元可塑性变化，以及为应对这些变化而发展的纳米镇痛药物。同时，重点概述了纳米镇痛药物设计的思想和作用机理，旨在为镇痛新药的开发和改善临床疼痛管理提供借鉴和参考。

　　本文亮点

　　该综述着重探讨了纳米药物的设计思想和功能特性，总结了纳米镇痛药的三类作用方式：调控疼痛相关的细胞膜受体，清除疼痛伤害性刺激，构建局部麻醉剂。并论述了纳米药物的多功能性，展望开发新型镇痛药物的前景，论证纳米技术在镇痛治疗中的应用可能带来更为创新和有效的治疗手段。

　　图文导读

　　图1. 纳米药物响应外部刺激，控释功能性物质（如生物活性分子或离子）用于慢性疼痛治疗机理图。镇痛药物的三段作用靶点分别为：清除病灶区致痛因子，局部麻醉切断痛传导，抑制疼痛相关受体阻断痛信号上行传递。

　　图2 展示了LENK-SQ和DADLE两种纳米镇痛药的设计，通过靶向作用于阿片类受体（DOPr）发挥镇痛作用，可显著提高机械性痛阈。

　　图3 展示了DIPMA-AP和BMA-AP两种纳米药物的组成和形貌，通过与神经元细胞膜表面G蛋白偶联受体（GPCRs）中的神经激肽1（NK1R）结合，使其内吞并发挥镇痛作用。通过使用辣椒素诱导小鼠发生机械异常性疼痛，纳米药物可以提高痛阈，并部分逆转慢性疼痛。

　　图4 展示了具有多酶模拟活性的SOD&Fe3O4@ZIF-8纳米颗粒，利用抗氧化和抗炎作用对抗炎性疼痛的机制，及不同材料浓度处理下的机械性痛阈的变化。

　　图5 展示了纳米药物 LAD（LDH/AZ-ALD）可以通过神经-肿瘤交流阻断策略治疗转移性骨癌痛。LAD的合成路线及形貌，并评估了LAD对骨转移肿瘤引起的疼痛的治疗效果。

图6 展示了自组装纳米材料，可实现河豚毒素（TTX）的持续释放，用以降低钠通道的活性，实现长时间的局部麻醉效果。

　　总结与展望

　　近几十年来，镇痛研究一直陷入停滞阶段，发展安全高效的镇痛药物依然是疼痛领域面临的巨大挑战。纳米技术为医学提供了精确靶向和药物控释的潜力，有望改善疼痛管理，为镇痛新药的研发带来新思路。通过调节纳米材料的结构、尺寸和表面性质等，可以改变已有药物组分的药代动力学和生物分布，进而改善药物输送和治疗效果。更重要的是，纳米材料可以通过化学反应与人体活性物质（如蛋白酶、脂质、糖和水）结合，引发一系列相互作用，促进引起疼痛的化学物质的转化和代谢，或上调天然的镇痛物质（如内啡肽和脑啡肽）的合成和分泌，有望在分子层面缓解疼痛。因此，纳米医学在推动镇痛应用方面具有巨大潜力，有望从根本上改变疼痛治疗的方式，为神经科学的不断演进注入了新的活力。

　　作者简介

　　步文博教授

　　通讯作者

　　复旦大学

　　材料科学系/聚合物分子工程国家重点实验室，教授（二级）、博士生导师，中国生物材料学会影像材料与技术分会候任主任委员、国际期刊BMEMat副主编，连续五年入选Clarivate Analytics（科睿唯安）全球高被引科学家榜单（2019-2023）。长期从事光/电/磁功能材料用于重大疾病（肿瘤）的分子影像学精准诊断、高效治疗和脑神经科学中的应用基础研究，在材料化学与生命医学交叉融合等研究领域作出系统的创新工作，尤其是近年来在肿瘤化学动力学疗法和离子干扰疗法方面取得原创突破性研究成果，在国内外纳米生物医学研究领域产生重要影响。

　　课题组主页：http://faculty.fudan.edu.cn/buwenbo/zh_CN/index.htm

　　刘艳颜青年研究员

　　通讯作者

　　复旦大学

　　复旦大学，材料科学系/聚合物分子工程国家重点实验室，博士生导师，荣获上海市自然科学一等奖（3/5），入选上海市青年科技启明星计划（A类）。研究工作聚焦于新型光/电/磁功能纳米材料用于脑神经科学中的应用基础研究。

　　课题组主页：http://faculty.fudan.edu.cn/buwenbo/zh_CN/index.htm

　　宋兴磊助理教授

　　通讯作者

　　上海交通大学医学院

　　研究工作聚焦于突触重塑机制、慢性疼痛的中枢可塑性以及自闭症谱系障碍的发生和发展，特别关注于新型神经递质质子（H+）及其受体酸敏感离子通道（ASIC）。

　　刘昊硕士研究生

　　第一作者

　　复旦大学

　　研究工作聚焦于开发用于治疗慢性疼痛的新型纳米材料。

　　庄洪军副教授

　　第一作者

　　厦门大学附属第一医院

　　研究工作聚焦于生物医学材料的设计和合成，材料/化学生物学和肿瘤-神经-免疫细胞相互作用的机制研究。

　　期刊介绍

　　BMEMat《生物医学工程材料（英文）》是由山东大学主办，山东大学科技期刊社与Wiley出版社合作出版，山东大学晶体材料国家重点实验室（研究院）承办，山东产业技术研究院协办的国际化英文科技期刊。2022年成功入选中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊项目，2023年3月BMEMat 正式创刊，已被DOAJ数据库收录，创刊前三年 (2023-2025) 所接收的文章均无需缴纳文章出版费 (Article Publication Charges)。

　　刊发生物医用工程材料领域的最新和高影响力的原创性和综述性论文，接收稿件范围包括但不限于