透明质酸修饰磁性纳米颗粒负载银纳米复合物的绿色合成及其在C-S偶联催化与镇痛麻醉抗炎多效活性研究

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Organometallic Chemistry 2.1

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  本研究针对传统麻醉药物存在的毒性大、血脑屏障穿透效率低等问题,开发了透明质酸(HA)修饰的Fe3 O4 @HA/Ag NPs生物纳米复合材料。通过绿色合成法制备的该材料在C-S偶联反应中展现优异催化活性(可循环使用8次),同时证实其具有显著DPPH自由基清除能力(IC50 56 μg/mL)、剂量依赖性镇痛效果及局部麻醉活性,为开发多功能纳米药物提供了新思路。

  

在现代医学领域,麻醉药物的研发始终面临两大难题:一是传统麻醉剂存在明显毒副作用,二是血脑屏障(BBB)严重阻碍药物递送效率。尽管纳米技术在药物输送领域已取得显著进展,但专门针对麻醉应用的纳米药物研究仍处于起步阶段,特别是全身麻醉纳米药物的开发更是寥寥无几。这种现状与临床对高效低毒麻醉剂的迫切需求形成鲜明对比。与此同时,银纳米颗粒(Ag NPs)因其独特的抗菌、抗肿瘤和抗炎特性备受关注,但其在神经系统疾病领域的应用潜力尚未充分挖掘。

为解决这些关键问题,来自国内研究机构的Yuanyuan Zhang、Lang Xiong等科研团队创新性地将透明质酸(HA)修饰的磁性Fe3
O4
纳米颗粒与银纳米颗粒复合,开发出新型多功能纳米材料Fe3
O4
@HA/Ag NPs。这项发表在《Journal of Organometallic Chemistry》的研究不仅验证了该材料在有机合成中的催化价值,更首次系统评估了其在麻醉、镇痛和抗炎方面的生物活性,为开发下一代纳米麻醉药物提供了重要参考。

研究人员采用多种关键技术方法:通过共沉淀法合成Fe3
O4
磁性纳米颗粒,利用HA的生物相容性进行表面修饰;采用FT-IR、FE-SEM、TEM等技术表征材料结构;通过DPPH自由基清除实验评估抗氧化活性;建立蛙类和豚鼠局部麻醉模型、小鼠醋酸扭体实验(镇痛)和角叉菜胶诱导足肿胀模型(抗炎)进行生物活性评价。

【Synthesis of Fe3
O4
@HA】
研究采用生物相容性良好的HA作为稳定剂和还原剂,通过温和的绿色合成路线,成功将Ag NPs锚定在磁性纳米颗粒表面。这种设计既避免了传统合成中有毒还原剂的使用,又通过HA丰富的羟基官能团有效防止了纳米颗粒团聚。

【Catalyst characterization data analysis】
多种表征技术证实材料成功合成:FT-IR显示HA特征吸收峰;TEM显示Ag NPs均匀分布在Fe3
O4
表面,粒径约15-20 nm;XRD证明Ag NPs为面心立方晶体结构;VSM测试显示材料保持超顺磁性(饱和磁化强度45 emu/g),便于磁分离回收。

【Catalytic performance】
在C-S偶联反应中,该纳米催化剂可高效促进芳基卤化物与S8
分子的交叉偶联,获得多种芳基硫醚(药物合成重要中间体)。相比传统方法,该体系避免了硫醇氧化副反应,且催化剂经8次循环后仍保持90%以上活性。

【Biological activities】
局部麻醉实验显示,该材料在蛙坐骨神经模型和豚鼠角膜麻醉实验中均表现出与利多卡因相当的麻醉效果。镇痛实验表明,口服给药可剂量依赖性减少醋酸引起的小鼠扭体反应(最高抑制率达75%)。在角叉菜胶诱导的小鼠足肿胀模型中,材料表现出显著抗炎活性,肿胀抑制率与剂量正相关。

这项研究的重要意义在于:首次将Fe3
O4
@HA/Ag NPs的多功能特性系统应用于麻醉医学领域。材料兼具优异的催化性能和多重生物活性,其磁性特性便于药物定向输送和回收利用。特别是通过HA的引入,不仅提高了纳米颗粒稳定性,还增强了生物相容性,为克服传统麻醉药物的毒性问题提供了新思路。研究结果为开发具有麻醉、镇痛、抗炎"三位一体"功能的纳米药物奠定了重要基础,在精准麻醉和疼痛管理领域展现出广阔应用前景。

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