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驯服河豚毒素用于精确止痛

阿片类药物仍然是慢性和外科疼痛的主要治疗方法,尽管它们有副作用,并且有成瘾和过量服用的风险。虽然传统的局部麻醉剂可以非常有效地阻止疼痛,但它们很快就会磨损并且会影响心脏和大脑。现在,一项针对老鼠的研究提供了一种可能的替代方案,涉及一种致命的河豚毒素。

研究人员今天在“自然通讯”杂志报道称,这种毒素含有少量的缓释制剂,有效地穿透神经,提供了一种安全,高度针对性,长寿命的神经阻滞。该研究由波士顿儿童医院生物材料和药物输送实验室主任Daniel Kohane博士领导。

Kohane长期以来对海藻生物如河豚和藻类中发现的神经毒素感兴趣。少量,它们可以潜在地提供有效的疼痛缓解,阻断导致疼痛信息的钠通道。Kohane的实验室已经尝试了各种方法包装和以微小颗粒形式提供这些化合物,例如用超声波和近红外光激活局部药物释放。

对于这项新研究,该团队选择了河豚毒素,这是一种有效的,商业上可获得的来自河豚的化合物。(河豚毒素因生产不当的生鱼片导致河豚中毒而臭名昭着。)

驯服致命的毒素

该团队并没有像以前那样将河豚毒素加载到颗粒中,而是将其化学结合到聚合物“骨架”上。身体通过水解非常缓慢地降解河豚毒素和聚合物之间的键,水的化学键自然断裂。这会以缓慢,安全的速度释放药物。

“我们吸取的教训是,使用我们以前的输送系统,药物可能会过快泄漏,导致全身毒性,”小羽说。“在这个系统中,我们静脉注射了一定量的河豚毒素,如果在未结合的状态下给予它足够几次杀死一只大鼠,动物甚至似乎都没有注意到它。”

Kohane的研究员赵超博士和刘安东博士尝试了不同的药物负载和不同的聚合物配方,以获得毒性最小的最长可能的神经阻滞。

“我们可以调节聚合物成分来控制释放速率,”Zhao解释道。

增强渗透

为了进一步提高安全性,该团队将河豚毒素 - 聚合物与化学渗透促进剂配合使用,这种化合物使神经组织更具渗透性。这使他们能够使用较少量的河豚毒素,但仍能达到神经阻滞。

“使用增强剂,无效的药物浓度变得有效,而不会增加全身毒性,”小羽说。“你输入的每一种药物都是最有可能的。”

“我们证明,渗透增强剂和毒素与聚合物的可逆结合对于实现这种长时间的麻醉至关重要,”刘补充说。

早期结果很好

当研究人员在大鼠的坐骨神经附近注射该组合时,他们实现了长达三天的神经阻滞,局部或全身毒性极小,没有明显的组织损伤迹象。

在理论上,人类的神经阻滞可以持续更长时间,因为人们可以比大鼠更安全地使用神经阻滞,小羽说。使用在组织中具有较长保留时间的聚合物也会延长效果。

“例如,我们可以考虑对患有癌症疼痛的患者持续很长时间的神经阻滞,”他说。“当然是好几天,也许是好几个星期。”

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