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理大開創先河研發高效 骨關節炎標靶鎮痛診療納米技術

2021年9月14日

科研與創新發展 生物醫學工程學系

理大生物醫學工程學系楊莫教授(左二)及溫春毅博士(右二)率領團隊研發高效骨關節炎標靶鎮痛診療納米技術。

楊莫教授(左)及溫春毅博士表示,這是首次運用納米技術將標靶光熱治療概念引進醫治骨關節炎疼痛。

NGF靶向納米探針樣本及其製備流程


香港理工大學(理大)研究人員開創先河,將標靶治療癌症的概念引入治療骨關節炎疼痛,透過納米粒子光聲成像引導技術,鎖定引發痛楚的蛋白質施以光熱療法。

這種嶄新的骨關節炎標靶鎮痛診療技術,採用以黃金納米棒構成的標靶納米探針,並在其表面加上二硫化鉬納米片塗層,再結合針對引發痛楚的蛋白質——神經生長因子(NGF)——的抗體。

結合抗體的標靶納米探針能夠同時以主動和被動方式,鎖定產生骨關節炎疼痛的區域。與此同時,抗體將探針直接綁定NGF分子,利用光熱療法,將照射患處的近紅外光激光轉化為熱量,破壞NGF分子達致舒緩疼痛效果。

帶領今次研究的理大生物醫學工程學系副系主任楊莫教授說,小鼠實驗結果顯示標靶光熱治療的鎮痛效果令人滿意,而且有效改善患處的運動功能。

楊教授說:「這是首次運用納米技術將標靶光熱治療概念引進醫治骨關節炎疼痛。」

他續稱:「比較現有藥物一般只能鎮痛數小時,這次研究顯示納米標靶治療可以維持數以日計的鎮痛效力,為臨床轉化提供良好前景。」而在小鼠模型實驗中,基於此納米探針的光熱治療產生的鎮痛作用持續三至四天。

另一位帶領研究的理大生物醫學工程學系副教授溫春毅博士說,結合抗體的納米探針和光熱治療雙管齊下,能夠更有效降低關節組織的NGF水平,並且不損患處周圍的軟組織和骨骼。

溫博士說:「以往抗神經生長因子療法的臨床實驗中,發現一個主要問題是使用高劑量NGF抗體會加劇關節病變。為解決這個難題,我們研發出以標靶診斷治療同步技術去鎖定並消除NGF,從而將所需的NGF抗體劑量降至最低。」他說以理大團隊開發的技術,只需以往臨床實驗所使用劑量的百分之一,已可以達到控制骨關節炎疼痛的效果。

目前,診斷骨關節炎主要靠身體檢查,並可能輔以X光、磁共振成像掃描和關節鏡檢查。而理大研發的技術就帶來嶄新而且準確的診斷方法——疼痛成像。原理是利用光聲成像追蹤已鎖定痛原的納米探針。光聲成像是一種新的無創成像方式,既有光學成像的高對比度和良好的特異性,又有超聲波成像的高分辨率和穿透深度。

在挑選納米探針材料時,研究團隊採用具良好光熱特性的黃金納米棒和優良生物相容性的二硫化鉬塗層。同時,二硫化鉬在導熱和水溶性都有良好表現,並且對近紅外光有高吸光度。這些特性令二硫化鉬成為優質的光聲成像造影劑,並進一步提升納米探針的光熱治療表現。

《刺針》關注骨關節炎專家組估計,全球超過五億人受到骨關節炎影響。而世界衛生組織亦預期,隨著人口老化及其他因素如肥胖增加,患病率會繼續攀升。

治療骨關節炎的目標包括緩解疼痛和改善關節功能等。但現有的鎮痛藥並非靶向,部分更有明顯副作用。至於全膝關節置換手術所費不菲,而且輪候公立醫院進行手術需時。

溫博士說:「理大研發的分子診斷治療同步技術日後若獲准臨床應用,可望幫助骨關節炎患者將須要接受昂貴手術的時間延後多年,並且大大改善他們的生活質素。」

這次研究結果已發表於美國化學學會出版的國際重要期刊《ACS Nano》,並獲《自然》旗下的《Nature Reviews Rheumatology》報道。

 

***完***

詳情查詢

何孟志

理大傳訊及公共事務高級經理

詳情查詢

余潔凝女士

理大傳訊及公共事務經理

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