综述:创新型一氧化氮释放纳米材料在心血管治疗中的研究进展、趋势、挑战与前景

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Nitric Oxide 3.2

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了一氧化氮(NO)释放纳米材料在心血管疾病治疗中的突破性进展。通过金属有机框架(MOFs)、聚合物纳米颗粒等载体实现NO的靶向缓释,可改善心肌缺血再灌注损伤(MIRI)、动脉粥样硬化等病症。重点探讨了刺激响应系统(如pH/ROS敏感材料)和杂化纳米材料增强递送精度的策略,同时指出规模化生产与生物相容性等临床转化挑战。

  

Abstract
心血管疾病仍是全球主要死因,其高发病率与经济负担亟需新型治疗策略。一氧化氮(NO)作为关键信号分子,通过激活可溶性鸟苷酸环化酶(sGC)/环磷酸鸟苷(cGMP)通路调节血管张力,但存在半衰期短(仅数秒)、生物利用度低等局限。纳米载体技术通过封装NO供体(如二氮烯二醇酸盐、S-亚硝基硫醇),显著提升其在心肌梗死和血栓治疗中的可控释放能力。

Introduction
全球每年约1730万人死于心血管疾病,其中冠状动脉粥样硬化导致的血管狭窄是主要诱因。内皮型一氧化氮合酶(eNOS)催化L-精氨酸生成NO,通过降低血管平滑肌细胞内钙离子浓度实现舒张功能。但病理状态下(如糖尿病),活性氧(ROS)会加速NO降解,导致内皮功能障碍。

Combination of NO donors with nanomaterials
金属有机框架(MOFs)如ZIF-8可通过配位键负载NO供体,在生理pH下实现72小时缓释。聚合物纳米颗粒(如PLGA)则通过疏水作用包覆S-亚硝基谷胱甘肽(GSNO),在缺血组织中响应性释放NO,使大鼠心肌梗死面积减少40%。

In vitro and in vivo testing
人脐静脉内皮细胞(HUVECs)模型显示,负载二乙胺NONOate的二氧化硅纳米颗粒能提升细胞迁移率300%。猪冠状动脉模型中,金纳米棒介导的光热控释NO使再狭窄率下降60%。

Selective examples

  1. 碳基材料:石墨烯量子点修饰的S-亚硝基半胱氨酸在动脉粥样硬化斑块处优先积累;
  2. 金属系统:亚硝基铁复合物(SNPs)通过谷胱甘肽还原酶触发NO释放;
  3. 杂化材料:介孔硅/壳聚糖复合物通过静电作用增强内皮靶向性。

Trends and challenges
当前研究热点集中于:

  • 双重响应系统(如ROS/pH双敏感水凝胶)
  • 仿生膜涂层技术(如血小板膜伪装纳米颗粒)
    临床转化障碍包括:
  • 大规模生产时的批次差异
  • 长期体内代谢途径不明确

Conclusions
NO纳米递送系统通过时空可控释放,在改善血管再生(如增加毛细血管密度50%)和抑制平滑肌增生(下降70%)方面展现优势。未来需通过器官芯片与AI预测模型加速临床转化。

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