近日，中国科学院深圳先进技术研究院喻学锋研究员课题组与武汉大学口腔医学院张玉峰教授课题组合作，制备出一种负载黑磷及氯化锶的药物控释系统，有效修复大鼠股骨缺损。该项研究成果以“Near-Infrared Light-Triggered Drug Delivery System Based on Black Phosphorus for in vivo Bone Regeneration”为题发表在生物材料领域权威期刊Biomaterials上（影响因子：8.806），论文共同第一作者为先进院客座研究生王旭竹和助理研究员邵俊东博士。 

  由于肿瘤、创伤等导致的骨缺损问题一直是临床医生面临的一个巨大挑战，目前，国内外学者主要致力于寻找一种骨替代材料有效修复骨缺损。锶元素是一种能够有效促进骨修复的微量元素，研究表明，锶元素复合羟基磷灰石、生物玻璃等作为骨替代材料能够很好的修复骨缺损。然而，这种骨替代材料中有效锶离子释放浓度无法得到精确控制。近年来，利用各种外源性刺激如电场、磁场、超声等，控制药物释放被广泛研究。其中，近红外光因其具有较好的组织穿透能力，能够远程精准地控制药物释放。黑磷作为一种高效光热转换材料，因其良好的生物相容性及生物可降解性，近年来在生物医学领域备受关注。 

  在本研究中，该团队制备了一种负载了黑磷和氯化锶的聚乳酸（PLGA）微球，将其植入大鼠股骨缺损模型中，由于黑磷的光热转换功能，在近红外光照射下可造成局部升温至PLGA的玻璃化转变温度（55℃），导致PLGA微球破裂，从而实现锶离子的控释。通过调整照射的时间和位置即可控制锶离子在最佳时间和空间得以释放，发挥最佳药效，从而实现大鼠股骨骨缺损的有效修复（图1）。这种黑磷基载药系统不仅可用于骨组织再生，还有望拓展到各种需要精确药物控释的治疗体系中。

图1：负载了黑磷和氯化锶的PLGA微球制备及修复大鼠股骨缺损示意图

  该研究工作得到了国家自然科学基金、广东省人才计划等项目的资助。

  论文链接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.06.039