Mn3O4@PDA纳米酶通过高效ROS清除与炎症调控治疗骨关节炎的研究

《Surfaces and Interfaces》：Mn 3O 4@PDA nanozyme with high-efficiency enzyme-like activity and good biocompatibility reduce oxidative stress and inflammation to alleviate osteoarthritis

本研究创新性构建了具有超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）样活性的Mn3O4@PDA纳米酶，通过密度泛函理论（DFT）和电子自旋共振（ESR）验证其高效活性，并证实其可显著降低骨关节炎（OA）模型中的氧化应激与炎症反应，为OA治疗提供新策略。

　　

Highlight

本研究通过表面界面科学原理成功构建了兼具优异生物相容性和类SOD/CAT酶活性的Mn₃O₄@PDA复合纳米酶。利用聚多巴胺（PDA）对纳米酶表面进行精确修饰，显著提升了其生物相容性和催化活性，在清除活性氧（ROS）、缓解炎症及促进软骨再生方面表现出卓越功效。

Materials

多巴胺、醋酸锰、水合肼购自阿拉丁公司（上海）；浓氨水、无水乙醇和过氧化氢购自川东化工有限公司（重庆）；HE染色试剂盒、番红O/固绿染色试剂和二氨基联苯胺（DAB）购自索莱宝公司（北京）；Cy5-NHS购自Lumiprobe（香港）；DAPI、DCFH-DA染料、DHE染料及钙黄绿素/PI细胞活性检测试剂盒购自碧云天公司。

Design, Synthesis, and Characterization of nanozymes

纳米酶通过简易流程合成（方案1）。首先基于醋酸锰与水合肼的氧化还原反应制备Mn₃O₄。透射电镜（TEM）显示合成的Mn₃O₄颗粒呈立方体形态（图1A），平均粒径为30.63±6.47 nm。随后利用多巴胺在碱性环境下自聚合的特性，将PDA包覆于Mn₃O₄表面。如图1B所示，TEM图像清晰呈现了核壳结构的存在。

Conclusion

本研究成功构建的Mn₃O₄@PDA复合纳米酶兼具优异生物相容性和类SOD/CAT酶活性。通过PDA表面修饰精准调控纳米酶界面性质，实现了ROS高效清除、炎症缓解及软骨再生促进的协同疗效，为骨关节炎治疗提供了创新性解决方案。