近日，來(lái)自北卡羅萊納大學(xué)教堂山分校（UniversityofNorthCarolinaatChapelHill）與北卡羅萊納州立大學(xué)（NorthCarolinaStateUniversity）的顧臻教授、朱勇教授以及CaterinaGallippi教授建立的團隊研發(fā)出了一款“智能抗血栓”貼片，為血栓癥的預防與治療提供了一種新策略。這一成果，也近日在線(xiàn)刊登在了材料科學(xué)領(lǐng)域頂尖學(xué)術(shù)刊物《AdvancedMaterials》上。

　　血栓癥是全球前三位致死性血管性疾病，由體內產(chǎn)生的凝血塊引起，每1000人中就有1-3人患病。當凝血塊形成后，會(huì )阻撓人體的正常血液循環(huán)，導致肺栓塞、心臟病或中風(fēng)等一系列嚴重后果。據統計，中國是各種血栓癥發(fā)病人數最多的國家；而在美國，每年有10-30萬(wàn)人死于靜脈血栓，相關(guān)住院人數超過(guò)50萬(wàn)。

　　目前，常規的治療方法依賴(lài)于肝素、華法林等血液稀釋劑。這些藥物雖然有效，在實(shí)際使用的過(guò)程中卻頗為繁瑣——為了保證肝素的用量處于合適的范圍，患者需要定期檢測凝血功能。倘若體內肝素的濃度太高，患者會(huì )有自發(fā)出血的風(fēng)險；而倘若肝素的濃度太低，可能就起不到預防血栓復發(fā)的作用。

　　“我們當時(shí)想要研發(fā)一種能夠自動(dòng)監測患者血液的貼片。在患者需要時(shí)，它能自動(dòng)釋放藥物，”本論文的共同通訊作者之一顧臻教授說(shuō)道：“這會(huì )是一個(gè)隨生理信號響應，從而實(shí)現自我調控的系統。”顧臻教授課題組近年創(chuàng )新性地提出能生物響應的透皮微針貼片的設計思路，實(shí)現劑量可控的智能皮下遞藥。相關(guān)發(fā)明包括能隨血糖響應的智能胰島素貼片、胰島細胞貼片以及能隨腫瘤微環(huán)境響應緩釋免疫檢查點(diǎn)（PD-1/CTLA4）抗體的貼片等。

　　如果要實(shí)現自我調控，關(guān)鍵的一步就在于如何知道患者是否有凝血的風(fēng)險。為了達成這一點(diǎn)，科研人員們將目光投向了凝血酶（thrombin），一種能啟動(dòng)凝血反應的酶。研究人員找尋到一套能夠對凝血酶起反應的系統——當凝血酶被激活時(shí)，這套系統能夠切斷特異的多肽鏈。如果我們把肝素加入到這套系統內，是否就能在凝血酶活化的情況下切開(kāi)多肽鏈，釋放肝素，起到治療的作用呢？

　　為了驗證這一想法，科研人員們利用這套系統，制造了一層布滿(mǎn)“微針”的貼片。這些微針由通過(guò)特異多肽鏈接枝上肝素的透明質(zhì)酸高分子構成?？蒲腥藛T希望這些高分子能在接觸到血液中的凝血酶后釋放肝素。

　　“血液中的凝血酶越多，就需要越多的肝素來(lái)降低凝血風(fēng)險，”本論文的共同第一作者之一博士研究生張宇琪說(shuō)道：“因此我們設計了一款一次性的貼片，它會(huì )隨著(zhù)血液里的凝血酶增多而釋放更多的肝素。”

　　在小鼠身上，科研團隊測試了這款智能貼片的效果。在第一項試驗中，實(shí)驗組的小鼠接受了肝素注射，或使用了智能貼片；對照組的小鼠則沒(méi)有采用任何有效的預防手段。在接受預防性治療的10分鐘后，這些小鼠接受了足以致死的凝血酶注射。研究人員發(fā)現，只有對照組的小鼠發(fā)生死亡，而實(shí)驗組的小鼠都存活了下來(lái)。這個(gè)試驗結果說(shuō)明智能貼片在短期預防血栓的能力上和肝素注射沒(méi)有顯著(zhù)差異。

　　而在第二項試驗中，致死劑量的凝血酶在接受肝素或智能貼片的6個(gè)小時(shí)后被注入小鼠體內。在短短15分鐘內，只接受肝素注射的小鼠的死亡率高達80%，而使用了智能貼片的小鼠則毫無(wú)癥狀。換句話(huà)說(shuō)，在長(cháng)期的預防效果上，智能貼片要優(yōu)于普通的肝素注射。

　　“這些試驗結果有望帶來(lái)一款能實(shí)現自我調控的閉路智能貼片，治療受血栓癥影響的患者。血栓癥每年影響著(zhù)成千上萬(wàn)的患者，我們的貼片有望較為精準地進(jìn)行給藥治療，并潛在降低治療的花費。”顧臻教授說(shuō)道。

　　“我們正設法進(jìn)一步增加貼片的載藥量，使得貼片里的藥物含量能根據每名患者的不同需要進(jìn)行調整。我們的目標是患者可以每天更換一片，也可以隔幾天更換一片，”本論文的另一名共同第一作者博士研究生俞計成補充說(shuō)：“但釋放在患者體內的肝素水平，可由患者自身血液里的凝血酶含量調控。”

　　研究人員相信，這項工作預示著(zhù)一個(gè)良好的開(kāi)端。更多的臨床前試驗，也有望在近期進(jìn)行。我們期待這一智能貼片能早日轉化，造福更多生活在血栓癥風(fēng)險中的患者。