综述:纳米材料在静脉血栓栓塞诊断与治疗中应用的研究进展

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine 4.2

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了纳米材料在静脉血栓栓塞(VTE/DVT/PE)诊疗中的最新进展,通过高比表面积、生物相容性和可修饰性优势,实现凝血标志物(如thrombin、fibrin)的灵敏检测与靶向递药,突破传统诊疗局限,同时指出纳米毒性、代谢清除等挑战需进一步优化。

  

Abstract
静脉血栓栓塞(VTE)包含深静脉血栓(DVT)和肺栓塞(PE),作为进展迅猛的血管疾病,其隐蔽性强且致死率高。纳米材料凭借高比表面积、生物相容性和可修饰性,为VTE诊疗提供了新思路。本文聚焦静脉系统血栓特性,系统梳理纳米材料在诊断(增强成像、生物传感)与治疗(靶向递送抗凝/溶栓药物)中的突破性应用,并探讨其临床转化面临的瓶颈。

Pathogenesis of VTE
基于Virchow三要素,VTE发病机制涉及静脉血流淤滞、血管内皮损伤和高凝状态。长期卧床或创伤导致静脉瓣膜处血流剪切力降低,促使血小板与凝血因子(如凝血酶原、纤维蛋白原)局部聚集。值得注意的是,静脉血栓富含红细胞和纤维蛋白,与动脉血栓(血小板主导)的病理构成显著不同,这为纳米材料的靶向设计提供了理论依据。

Traditional VTE diagnosis and treatment methods
现行诊断依赖超声、D-二聚体检测和CT肺动脉造影(CTPA),但存在灵敏度低(超声对小腿血栓检出率<50%)、辐射暴露(CTPA)等缺陷。治疗方面,肝素抗凝和rt-PA溶栓易引发出血风险,且药物半衰期短需频繁给药。这些痛点催生了纳米技术的介入需求。

Application of nanomaterials in VTE diagnosis
纳米材料通过双重机制提升诊断效能:

  1. 生物传感:金纳米颗粒(AuNPs)修饰的电极可捕获微量血栓标志物,将凝血酶浓度检测限降低至0.1 nM,较ELISA灵敏度提升100倍;
  2. 成像增强:超顺磁性氧化铁纳米粒(SPIONs)通过被动靶向血栓部位,使MRI的T2
    加权信号衰减达70%,显著提高DVT检出率。

Application of nanomaterials in the treatment of venous thromboembolism
纳米载体系统实现"精准爆破"式治疗:

  • 靶向递送:负载肝素的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米粒表面偶联RGD肽,通过整合素αv
    β3
    介导的内吞作用,在血栓部位药物浓度提升8倍;
  • 刺激响应释放:pH敏感型纳米凝胶在血栓酸性微环境(pH 6.5-6.8)下爆发式释放尿激酶,溶栓效率较游离药物提高3.2倍;
  • 多功能协同:载有阿加曲班和超声微泡的脂质体,在超声定位下可实现"成像-溶栓"一体化,PE模型动物存活率提升至85%。

Limitations of nanotechnology diagnosis and treatment
当前瓶颈包括:纳米材料可能激活补体系统引发炎症反应;金属基纳米颗粒(如量子点)存在铟、镉等重金属残留风险;部分聚合物载体降解产物可能干扰凝血级联反应。动物实验显示,约15%的纳米纤维会滞留于肝脾网状内皮系统,需开发可降解的仿生材料。

Conclusion and outlook
未来方向聚焦于:开发孕妇/儿童专用纳米制剂;构建多模态诊疗一体化平台;通过机器学习优化纳米材料构效关系。随着3D打印技术和类器官模型的发展,个性化纳米诊疗方案或将改写VTE临床实践指南。

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