解放军医学杂志

分类	纳米颗粒描述	直径	递送药物	测试	生物学效应	参考文献
胶束纳米颗粒	异银杏素胶束纳米颗粒	100 nm	IGK	大鼠	清除ROS，增强自噬	[14]
酯酶响应型布洛芬纳米胶束	39.9 nm	IBU	大鼠	抑制焦亡	[28]
释放NO的胶束纳米颗粒	20 nm	NO	大鼠	抗菌，抗炎，抗破骨作用	[29]
负载mRNA的多聚纳米胶束	-	Runx1 mRNA	大鼠	增加IVD水合含量	[30]
酯酶响应型聚合物胶束	49.8 nm	APO，KGN	大鼠	抗炎，抗氧化，激活自噬	[17]
聚合物纳米颗粒	聚乳酸纳米颗粒	160 nm	Cur	体外	抗炎	[31]
聚乳酸-羟基乙酸纳米颗粒	(494.3±64.4) nm	ABT263蛋白	大鼠	抗衰老，抗炎	[32]
聚乳酸-羟基乙酸纳米球	300 nm	抗miR-199a mRNA	兔	抑制钙化	[15]
金属纳米颗粒	层状双氢氧化物纳米颗粒	100 nm	MSCs	大鼠	促软骨合成	[33]
磁性纳米颗粒	氧化铁纳米颗粒	10.31 nm	miR-21	大鼠	促椎间融合	[25]
二氧化锰纳米颗粒	15 nm	TGF-β3	大鼠	抗氧化和抗凋亡	[34]
碳基纳米颗粒	富勒烯纳米颗粒	-	cFlFlF肽	小鼠	清除ROS，抗炎，缓解疼痛	[11]
纳米酶	聚多巴胺纳米颗粒	160 nm	-	大鼠	抑制铁死亡	[35]
普鲁士蓝纳米颗粒	80 nm	-	大鼠	抑制SOD1泛素化	[36]
灰石纳米酶	2 μm	-	大鼠	清除ROS，抑制衰老	[37]
脂质体	脂质纳米胶囊	75 nm	miR-155	绵羊	抑制细胞凋亡	[7]
氧化苦参碱脂质体	(178.1±2.9) nm	OMT	大鼠	抗凋亡，抗炎	[38]
纳米水凝胶	单宁酸纳米颗粒水凝胶	260 nm	Antagomir-21 mRNA	大鼠	抗氧化，抗炎，抑制ECM分解	[39]
黑磷壳聚糖纳米颗粒水凝胶	(39.5±6.4) μm	BPQD	大鼠	抗氧化，抗凋亡	[40]
普鲁士蓝纳米水凝胶	-	PBNPs	大鼠	抗菌，抗氧化	[41]
circRNA沉默纳米水凝胶	-	circSTC2	大鼠	促进ECM合成	[42]
纳米明胶胶体水凝胶	-	MSCs	兔	促进NP再生	[43]
氧化石墨烯纳米水凝胶	(59.6±14.3) nm	TGF-β3	体外	促进ECM合成	[10]
丝素蛋白纳米纤维水凝胶	100~600 nm	PRP	大鼠	促进NP再生	[12]
纳米纤维	微/纳米纤维支架	(307.2±57.2) nm	bFGF	大鼠	促进AF再生	[44]
聚醚碳酸酯脲纳米纤维支架	(0.7±0.3) μm	褐藻糖胶	大鼠	抗氧化，抗炎	[27]
核壳纳米纤维支架	(458.4±78.1) nm	TGF-β3，IBU	大鼠	促进ECM合成，抗炎	[45]
细胞外囊泡	胚胎干细胞衍生纳米颗粒	(403.3±85.94) nm	miR-302c	体外	清除ROS，抗炎	[46]
间充质干细胞衍生纳米颗粒	102 nm	miR-3594-5p	大鼠	抗衰老，募集干细胞	[8]
间充质干细胞衍生纳米颗粒	30~150 nm	Vasorin	大鼠	促进NP细胞增殖和ECM合成	[47]
间充质干细胞衍生纳米颗粒	50~200 nm	GLRX3	大鼠	清除ROS，缓解细胞衰老	[48]

分类	纳米颗粒描述	直径	递送药物	测试	生物学效应	参考文献
胶束纳米颗粒	异银杏素胶束纳米颗粒	100 nm	IGK	大鼠	清除ROS，增强自噬	[14]
酯酶响应型布洛芬纳米胶束	39.9 nm	IBU	大鼠	抑制焦亡	[28]
释放NO的胶束纳米颗粒	20 nm	NO	大鼠	抗菌，抗炎，抗破骨作用	[29]
负载mRNA的多聚纳米胶束	-	Runx1 mRNA	大鼠	增加IVD水合含量	[30]
酯酶响应型聚合物胶束	49.8 nm	APO，KGN	大鼠	抗炎，抗氧化，激活自噬	[17]
聚合物纳米颗粒	聚乳酸纳米颗粒	160 nm	Cur	体外	抗炎	[31]
聚乳酸-羟基乙酸纳米颗粒	(494.3±64.4) nm	ABT263蛋白	大鼠	抗衰老，抗炎	[32]
聚乳酸-羟基乙酸纳米球	300 nm	抗miR-199a mRNA	兔	抑制钙化	[15]
金属纳米颗粒	层状双氢氧化物纳米颗粒	100 nm	MSCs	大鼠	促软骨合成	[33]
磁性纳米颗粒	氧化铁纳米颗粒	10.31 nm	miR-21	大鼠	促椎间融合	[25]
二氧化锰纳米颗粒	15 nm	TGF-β3	大鼠	抗氧化和抗凋亡	[34]
碳基纳米颗粒	富勒烯纳米颗粒	-	cFlFlF肽	小鼠	清除ROS，抗炎，缓解疼痛	[11]
纳米酶	聚多巴胺纳米颗粒	160 nm	-	大鼠	抑制铁死亡	[35]
普鲁士蓝纳米颗粒	80 nm	-	大鼠	抑制SOD1泛素化	[36]
灰石纳米酶	2 μm	-	大鼠	清除ROS，抑制衰老	[37]
脂质体	脂质纳米胶囊	75 nm	miR-155	绵羊	抑制细胞凋亡	[7]
氧化苦参碱脂质体	(178.1±2.9) nm	OMT	大鼠	抗凋亡，抗炎	[38]
纳米水凝胶	单宁酸纳米颗粒水凝胶	260 nm	Antagomir-21 mRNA	大鼠	抗氧化，抗炎，抑制ECM分解	[39]
黑磷壳聚糖纳米颗粒水凝胶	(39.5±6.4) μm	BPQD	大鼠	抗氧化，抗凋亡	[40]
普鲁士蓝纳米水凝胶	-	PBNPs	大鼠	抗菌，抗氧化	[41]
circRNA沉默纳米水凝胶	-	circSTC2	大鼠	促进ECM合成	[42]
纳米明胶胶体水凝胶	-	MSCs	兔	促进NP再生	[43]
氧化石墨烯纳米水凝胶	(59.6±14.3) nm	TGF-β3	体外	促进ECM合成	[10]
丝素蛋白纳米纤维水凝胶	100~600 nm	PRP	大鼠	促进NP再生	[12]
纳米纤维	微/纳米纤维支架	(307.2±57.2) nm	bFGF	大鼠	促进AF再生	[44]
聚醚碳酸酯脲纳米纤维支架	(0.7±0.3) μm	褐藻糖胶	大鼠	抗氧化，抗炎	[27]
核壳纳米纤维支架	(458.4±78.1) nm	TGF-β3，IBU	大鼠	促进ECM合成，抗炎	[45]
细胞外囊泡	胚胎干细胞衍生纳米颗粒	(403.3±85.94) nm	miR-302c	体外	清除ROS，抗炎	[46]
间充质干细胞衍生纳米颗粒	102 nm	miR-3594-5p	大鼠	抗衰老，募集干细胞	[8]
间充质干细胞衍生纳米颗粒	30~150 nm	Vasorin	大鼠	促进NP细胞增殖和ECM合成	[47]
间充质干细胞衍生纳米颗粒	50~200 nm	GLRX3	大鼠	清除ROS，缓解细胞衰老	[48]

纳米颗粒药物递送系统在椎间盘退变中的应用研究进展

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张宝林 ¹ , 李雪雪 ¹ , 尚志忠 ¹ , 王铭川 ¹ , 王昕 ¹^,²^,^*

解放军医学杂志 | 综述 2025,50(1): 101-111

收起

解放军医学杂志 | 综述 2025, 50(1): 101-111

纳米颗粒药物递送系统在椎间盘退变中的应用研究进展

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张宝林¹, 李雪雪¹, 尚志忠¹, 王铭川¹, 王昕¹^,²^,^*

作者信息

¹兰州大学第一临床医学院，甘肃兰州 730000

²兰州大学第一医院骨科，甘肃兰州 730000

张宝林，硕士研究生，主要从事脊柱外科疾病诊断与治疗方面的研究

通讯作者:

王昕，E-mail：wangxinldyy@126.com

Advances in nanoparticle drug delivery systems for intervertebral disc degeneration

Bao-Lin Zhang¹, Xue-Xue Li¹, Zhi-Zhong Shang¹, Ming-Chuan Wang¹, Xin Wang¹^,²^,^*

Affiliations

¹The First Clinical Medical College of Lanzhou University, Lanzhou, Gansu 730000, China

²Department of Orthopedics, the First Hospital of Lanzhou University, Lanzhou, Gansu 730000, China

出版时间: 2025-01-28 doi: 10.11855/j.issn.0577-7402.1125.2024.0407

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摘要

收起

椎间盘退变(IDD)是临床常见的退行性疾病，目前治疗包括非手术和手术治疗，但只能缓解症状，效果并不显著。近年来，纳米颗粒由于其生物降解性、生物相容性、延长体循环、持续和控释以及精确药物靶向等特点在生物医学领域被广泛研究。纳米颗粒药物递送系统可递送蛋白质、药物、基因和细胞等，促进组织和细胞的修复与再生，为治疗IDD带来了希望。但如何将实验数据转化为可应用于人类的实际疗法仍然面临挑战。本文总结近几年基于纳米颗粒治疗IDD的药物递送系统的研究进展，并对纳米颗粒所面临的挑战提出见解和展望，以期为纳米颗粒治疗IDD向临床转化提供参考。

关键词

椎间盘退变 / 纳米颗粒 / 药物递送 / 载体 / 靶向

Abstract

收起

Intervertebral disc degeneration (IDD) is a prevalent clinical degenerative disease that currently can only be treated through conservative and surgical treatments, which only alleviate symptoms and are not significantly effective. In recent years, nanoparticles have been widely studied in the biomedical field due to their biodegradability, biocompatibility, extended body circulation, sustained and controlled release, and precise drug targeting. Nanoparticle drug delivery systems have the potential to deliver a range of therapeutic agents including proteins, drugs, genes, and cells, thereby promoting tissue and cell repair and regeneration, which offers hope for IDD treatment. However, there are still challenges in translating experimental data into practical therapies applicable to humans. This review summarizes recent research progress on drug delivery systems for IDD treatment based on nanoparticles and provides insights and prospects for the challenges faced by nanoparticles, aiming to provide a reference for the clinical translation of nanoparticle-based treatment for IDD.

Key words

intervertebral disc degeneration / nanoparticles / drug delivery / carrier / targeting

引用本文

张宝林, 李雪雪, 尚志忠, 王铭川, 王昕. 纳米颗粒药物递送系统在椎间盘退变中的应用研究进展. 解放军医学杂志, 2025 , 50 (1) : 101 -111 . DOI: 10.11855/j.issn.0577-7402.1125.2024.0407

Bao-Lin Zhang, Xue-Xue Li, Zhi-Zhong Shang, Ming-Chuan Wang, Xin Wang. Advances in nanoparticle drug delivery systems for intervertebral disc degeneration[J]. Medical Journal of Chinese People’s Liberation Army, 2025 , 50 (1) : 101 -111 . DOI: 10.11855/j.issn.0577-7402.1125.2024.0407

正文

收起

椎间盘退变(intervertebral disc degeneration，IDD)为一系列复杂机制导致椎间盘(intervertebral disc，IVD)发生老化或损伤的综合征，会引起腰痛甚至残疾，造成沉重的经济和社会负担^[1]。IVD由髓核(nucleus pulposus，NP)、纤维环(annulus fibrosus，AF)和软骨终板构成。健康的NP是一种凝胶状的高水合组织，由富含Ⅱ型胶原蛋白(collagen type Ⅱ，COL2)、弹性蛋白和蛋白聚糖的细胞外基质(extracellular matrix，ECM)组成，在应力过程中起到抵消和传递脊柱轴向压力负荷的作用^[2]。随着年龄的增长，ECM中的蛋白聚糖丢失，水合能力逐渐下降，导致IVD进行性脱水，尤其是NP^[3]。NP细胞的功能障碍和数量减少被认为是IDD的标志。IDD的病理变化主要表现为细胞凋亡、ECM降解、活性氧(oxygen species，ROS)生成及炎症反应等^[4]。目前，IDD衍生的腰痛治疗方法包括非手术和手术治疗，但并不能针对病因进行IVD的修复，只能起到对症的作用^[5]，治疗效果欠佳，因此亟需寻找更有效的IDD治疗方法。生物疗法治疗IDD的体外和动物研究已经取得一定进展，但如何将实验数据转化为可应用于人类的实际疗法仍然面临挑战^[6]。

在过去的十年中，纳米颗粒因其高表面体积比、理想的功能、简单的合成路线、生物利用度高和穿透力强而成为药物递送有前途的候选者，这些特性促进了药物载量的提高和向特定部位的定向输送^[7-8]。传统的药物递送系统(片剂、胶囊、糖浆等)很快就会从体内消除，并且剂量不能很好地维持在治疗窗口内。应用单次常规剂量后，药物代谢较快，药物浓度增高，随后立即呈指数下降，时间范围不够长，无法产生显著的治疗效果且易引起不良反应^[9]。纳米颗粒药物递送系统已成为传统递送系统的潜在替代品，可提高药物的生物利用度，在复杂的微环境中为药物提供有效的导航，还能以低剂量达到所需的治疗反应性，减少药物的不良反应^[10-11]。更重要的是，针对不同的药物和靶向分子调整纳米颗粒的表面化学性质，可实现药物有效载荷的持续和延长释放以及靶向递送^[12]。因此，本文总结近几年基于生物活性因子或药物的纳米颗粒对IDD治疗的研究进展及未来的发展方向，以期推进基于纳米颗粒的IDD治疗领域向临床转化。

1 纳米颗粒

收起

1.1 概要

由于纳米技术领域的不断发展，纳米颗粒在药物递送的应用已得到业界关注。纳米颗粒被定义为一个维度在1~100 nm的颗粒，根据其尺寸和表面功能表现出不同的性质^[13]。纳米颗粒包括脂质体(liposomes，LIP)、聚合物纳米颗粒、无机纳米颗粒(inorganic nanoparticles，INPs)、纳米乳液和细胞外囊泡(extracellular vesicles，EVs)等。这些纳米载体可用于改善药物的溶解度、延长体循环、持续地控释、精确药物靶向及多种药物的同时递送，还具有良好的生物降解性和生物相容性等特点，已在多项研究中得到验证^[14-15]。纳米颗粒还能保护生物活性因子免受核酸酶的降解并提高其稳定性，从而达到所需的临床效果。当前IDD递送药物的治疗障碍有：(1)IVD的无血管解剖结构使得口服或静脉注射药物难以达到退变的部位；(2)给予的细胞因子或药物在IVD中的微环境下难以长久保留，可被相应的酶降解从而导致生物利用度低和效果短暂^[16]。

响应型纳米颗粒似乎是控制和靶向药物递送的一种有前途的方法。与传统的纳米颗粒不同，响应型纳米颗粒可以响应于单个、双重或多个刺激而使纳米颗粒的化学或物理性质发生变化从而能在循环过程中保留药物或细胞因子，并靶向病变部位，且在细胞内释放其药物。用于响应的刺激可以是内源性的，即基于病变部位或靶点环境与周围正常组织微环境的差异，包括pH值、ROS、酶活性、温度等。外源性刺激包括光、磁场、超声波等^[17-18]。响应型纳米颗粒药物递送系统也具有生物成像的潜力，可增强特定病变区域的对比度，以响应内部或外部刺激进行实时监测。ROS积累和高水平的氧化应激是IDD发展的重要原因。有学者基于IDD中高水平的ROS微环境构建了ROS响应型纳米颗粒；随着ROS水平的提高，携带药物的纳米颗粒药物释放率逐渐增高。有研究发现，在200 μmol/L H₂O₂的刺激下，药物在36 h的累计释放速率达到63%，较对照组增高了7倍左右^[14]。另一项研究发现，包覆一层酶响应型透明质酸首先可被ECM中的透明质酸酶降解，使得纳米颗粒的尺寸变小，电荷反转，实现对肿瘤的深度渗透和细胞外细菌的杀灭^[19]。细胞内吞作用后，纳米颗粒的胍基团可进一步杀灭细胞内的细菌，而细胞内的谷胱甘肽引发的二硫化物可进一步触发纳米颗粒的释放。总之，通过多种刺激的各种协同应用，响应型纳米颗粒可实现有效性提高和改善结果的药物递送。

1.2 给药方式

纳米颗粒的给药方式有多种。其中静脉注射是纳米颗粒给药的常规途径，大多数纳米颗粒药物递送都是为静脉注射而设计的；其他给药方式包括吸入、口服、皮肤接触等。Jeannot等^[20]在肺癌小鼠模型中比较了静脉给药与吸入给药的纳米颗粒的生物分布及肿瘤靶向能力；值得注意的是，吸入的纳米颗粒积聚在肺部，而不是在肿瘤结节中，反而静脉注射能更好地积聚在肿瘤中。有研究将mRNA封装在不同类型的纳米颗粒中并采用肌肉、皮内和鼻内3种不同的给药方式在小鼠体内验证给药途径对药物功效的影响，结果显示，通过肌内注射或皮内注射途径给药后，封装在脂质纳米颗粒中的mRNA往往比在聚合物纳米颗粒中更有效；相比之下，鼻内注射后产生的免疫反应最低；此外，从肌内或皮内注射给药，药物清除率没有明显差异^[21]。另一项研究显示，携带mRNA的脂质纳米颗粒释放的药物强度和持续时间在不同给药途径中差异很大^[22]。总之，给药方式对药物的功效有着显著影响。

1.3 毒性

纳米颗粒尽管作为药物载体在诊断和治疗中得到了广泛应用，但这些进展同样伴随纳米颗粒安全性的问题。纳米颗粒与细胞的相互作用是其功效与毒性的主要决定因素。内吞作用似乎是细胞摄取纳米颗粒的主要途径。内吞作用的程度取决于纳米颗粒的大小，并且由于较小的纳米颗粒比较大的纳米颗粒更容易在细胞内内化，因此更有可能引起细胞毒性^[23]。纳米颗粒的毒性还取决于其生物物理特性，包括尺寸、表面积、表面电荷和聚集状态等。这些特性已被证实会影响纳米颗粒在不同器官系统中的分布和沉积，并改变他们与各种蛋白质及其他大分子的分子间相互作用^[24]。纳米颗粒的表面化学性质影响其药代动力学。带电的纳米颗粒往往比不带电的纳米颗粒在靶器官中表现出更高的积累。与其他药物一样，纳米颗粒的毒性与给药途径和接触方式有关，可通过摄入、注射、吸入和皮肤接触等方式进入。一旦进入血液循环，纳米颗粒即分布并积聚在肝、脾、肺和肾等不同器官中^[25]。有报道称，聚合物纳米颗粒被生物体吸收通过血脑屏障后，可引起神经元分化减少和β淀粉样蛋白分泌增加的细胞毒性效应^[26]。介导纳米颗粒在其靶器官中毒性的机制包括ROS的产生、DNA损伤、蛋白质结构和功能的修饰以及膜完整性的破坏等^[27]。总之，亟须进行评估纳米颗粒治疗的长期效果和毒性的研究。对于IDD治疗相关纳米颗粒的特点及递送的生物活性因子或药物详见图1。

2 基于纳米颗粒的IDD疗法

收起

基于纳米颗粒的IDD治疗中主要使用的纳米载体包括胶束纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、INPs、LIP、纳米水凝胶、纳米纤维及EVs等，有关不同的纳米颗粒治疗分型及递送的药物或细胞因子详见表1^{[7-8,10-12,14-15,17,25,27-48]}。

2.1 胶束纳米颗粒

胶束纳米颗粒是由两亲性共聚物自组装而成的球形结构，包括位于核心的亲水段和外壳的疏水段；与传统方法相比，这些胶束药物可延长循环时间、提高药物利用率和减少不良反应等，具有药物释放性能高的独特优势^[49]。另外，由于负载到胶束的药物量会影响纳米胶束的稳定性，这使得胶束纳米颗粒的设计具有更大的挑战性。胶束纳米颗粒因其在水溶液中独特的聚集特性而在多种疾病治疗中的应用更加广泛，如癌症、心脏疾病、炎症性疾病等^[50-51]。IVD特殊的缺氧环境致使胶束纳米颗粒在IDD药物递送领域中具有巨大的应用潜力。

2.1.1 内源性刺激响应型胶束纳米颗粒

基于干细胞的移植治疗是针对IDD很有前途的治疗方法，然而，干细胞在IVD的缺氧、酸性和炎性环境中存活率低下、再生性能差^[52]。Xia等^[28]制备了酯酶响应型布洛芬纳米胶束(esterase-responsive ibuprofen nano-micelles，PEG-PIB)，通过被髓核祖细胞(nucleus pulposus progenitor cells，NPPCs)内吞预修饰NPPCs，并协同移植在IDD大鼠体内观察疗效；结果显示，PEG-PIB可明显减轻NPPCs的炎症和焦亡，改善IDD的微环境。此外，PEG-PIB使NPPCs具有更高的增殖活性、更强的NP分化能力和更好的IDD微环境适应性。这为IDD再生提供了一种很有前景的移植方法。ROS水平增高可降低人类脂肪干细胞(adipose-derived stem cells，ADSCs)移植治疗IDD的功效。Yu等^[17]设计了一种新型酯酶响应型罗布麻宁(apocynin，APO)和岩白菜素(kartogenin，KGN)为基础的两亲性胶束纳米颗粒；在体外，该纳米胶束可提高ADSCs的活性和抗氧化应激能力，降低基质金属蛋白酶-13(matrix metalloproteinase-13，MMP-13)和环氧化酶2的表达，还可激活ADSCs的自噬，促进ADSCs转化为NP表型，有望成为新的IDD治疗策略。Yu等^[14]设计了一种ROS响应型纳米递送系统，将疏水性的异银杏素(isoginkgetin，IGK)包装其中组成胶束纳米颗粒递送至IDD大鼠体内，结果显示，与单纯的IGK相比，纳米颗粒组IVD的高度提高、含水量保留、组织学评分下降，还可通过增强自噬降解氧化损伤的线粒体，有效清除ROS，延缓IDD的进展；此外，这种纳米颗粒在大量ROS的环境下还表现出优异的药物释放能力，使其具有成为治疗IDD药物的潜力。另一项研究测定携带合成代谢生长因子Runx1 mRNA药物纳米胶束的递送功效，发现不到20 min药物即均匀扩散至细胞质，且mRNA的表达在体内至少持续6 d；与单纯的mRNA相比，纳米胶束的递送效率提高了7倍，IVD的含水量也更加丰富^[30]。

2.1.2 外源性刺激响应型胶束纳米颗粒

一氧化氮(nitric oxide，NO)是一种内源性信号分子，具有抗菌和抗炎的作用，然而由于其对有害紫外线敏感的特性，临床应用受到局限^[53]。有学者设计了一种红光诱发的NO释放胶束纳米颗粒，该方法利用缺氧条件下红光的氧化还原原理催化NO供体，使其激活，通过释放NO抑制痤疮表皮杆菌的增殖，降低了肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α、白细胞介素(interleukin，IL)-1β的表达，从而抑制破骨细胞的分化^[29]。与传统抗生素相比，NO的局部递送能更有效地治疗IDD。

2.2 聚合物纳米颗粒

聚合物纳米颗粒由天然或合成材料以及单体或预成型聚合物合成，组成均匀的球形纳米结构。治疗剂可封装在纳米核心内，包埋在聚合物基质中，与聚合物化学偶联或与纳米颗粒表面结合，由此可输送疏水或亲水化合物或分子量大小不同的蛋白质和药物等^[54]。聚合物纳米颗粒具有多种表面修饰、增加吸收、控制药物释放、延长血液循环以及在胃肠道中有良好的稳定性等优势^[15,55]，在IDD治疗中具有巨大的应用潜力。

抗衰老药物的临床应用仍面临巨大挑战，如可能导致血小板减少症^[56]。另外，无血管结构的IVD导致药物很难作用在相应的部位。Lim等^[32]将负载抗衰老药物ABT263的聚乳酸-羟基乙酸纳米颗粒[poly(lactic-co-glycolic acid) nanoparticles，PLGA-ABT]注射入IDD大鼠模型体内，衰老相关的β-半乳糖苷酶染色显示PLGA-ABT可消除NP和AF中的衰老细胞；此外，PLGA-ABT在体内还可减少衰老相关分泌表型的表达，激活静止的祖细胞进行IVD再生。另有研究将具有抗miR-199a的超支化聚合物包装在PLGA纳米球中，与间充质干细胞(mesenchymal stem cells，MSCs)共同注射入IDD的新西兰白兔体内，结果表明，持续释放抗miR-199a的纳米颗粒可促进软骨形成和COL2的产生，增强低氧诱导因子-1的持续表达，促进MSCs向NP表型分化以及防止软骨骨化^[15]。姜黄素(curcumin，Cur)是天然的抗炎剂，可抑制IDD中IL-1β和TNF-α驱动的炎症过程。然而，Cur在水中的溶解度低，会降低生物利用度^[57]。Zamboni等^[31]将Cur包装在聚乳酸纳米颗粒(polylactic acid nanoparticles，PLA NPs)中，体外实验显示，与单纯的Cur相比，PLA NPs包装的Cur生物利用度提高了约5.5倍，且能有效延缓成纤维细胞的增殖，防止IVD纤维化。

2.3 INPs

INPs因其尺寸可控、高稳定性、多功能性而受到广泛关注。INPs包括碳基纳米颗粒、磁性纳米颗粒、金属纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒、钙纳米颗粒和纳米酶等^[58-59]。INPs根据不同的基础材料可具有独特的物理、电、磁和光学特性，这些特性能够执行额外的功能用于满足各种应用，然而INPs的生物降解和毒性是阻碍其广泛使用的关键问题^[60]。

2.3.1 碳基纳米颗粒

碳基纳米颗粒因其导电性、高强度、优异的表面化学性质和广泛的结构多样性而在IDD疗法中应用广泛，包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯及其衍生物。当出现炎症损伤时，甲酰肽受体-1(formyl peptide receptor-1，FPR-1)在中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞等白细胞中高表达，而炎症与免疫细胞的动态相互作用在IDD相关的腰腿部疼痛中起着关键作用。因此，FPR-1的表达可能与IDD引起的腰腿痛相关^[61]。Xiao等^[11]开发了一种新型靶向FPR-1的富勒烯纳米颗粒(nanoparticle fullerene，C60)，用于通过全身递送治疗腰椎神经根病；其中cFlFlF肽已被证实可特异性结合FPR-1，将靶向FPR-1的cFlFlF肽组装进C60形成FT-C60，其具有较强的清除ROS的能力，还能有效抑制IL-1β和TNF-α的表达；冯弗雷测试表明，单次注射FT-C60能有效持续缓解长达12 d腰椎动物模型的疼痛。

2.3.2 磁性纳米颗粒

磁性纳米颗粒表现出高磁化强度，还可根据其大小、形状和组成来调节各向异性。更重要的是，磁性纳米颗粒也可通过施加外部磁场轻松分离和恢复。氧化铁是一种常用的磁性纳米颗粒合成材料，有学者将电磁场与氧化铁纳米颗粒结合构建了一种新的磁转染系统；该系统可提高miR-21在体外成骨和血管生成的数量，还可通过激活p38丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)通路来提高转染效率，实现体内椎间融合^[25]。转化生长因子-β₃(transforming growth factor beta 3，TGF-β₃)参与细胞增殖、分化等调节，可改善NP细胞ECM的代谢失衡^[62]，但直接注射会很快被降解。有学者设计了一种基于空心二氧化锰(hollow manganese dioxide，H-MnO₂)的药物递送系统，将TGF-β₃包装在这种纳米颗粒中治疗IDD大鼠；免疫组化结果显示，与单纯的细胞因子相比，TGF-β₃通过H-MnO₂递送系统更能减缓COL2的丢失，NP细胞的存活率更高，从而延缓IDD的进展^[34]。遗憾的是，随着时间的推移，纳米颗粒的治疗效果会显著下降，原因可能是出现药物泄漏，因此需要进一步探索合适的载体^[34]。

2.3.3 金属纳米颗粒

金属纳米颗粒由源自金属元素的纳米粒子组成，具有金属离子固有的附加特性。生物材料通常与干细胞联合治疗相关疾病，但由于重金属的毒性问题在临床应用中受到多种限制。Wang等^[33]利用不同元素组成的层状双氢氧化物(layered double hydroxide，LDH)纳米颗粒与人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells，hUC-MSCs)共同治疗IDD大鼠，并在体外验证LDH制剂对hUC-MSCs的促成骨分化作用；结果表明，LDH可弥补INPs细胞毒性高的特点，软骨阳性标志物CD29、CD73、CD44的比例均超过95%，还可促进MSCs的迁移，通过介导局灶性黏附信号通路抑制整合素的表达而对软骨分化有明显的促进作用。

2.3.4 纳米酶

纳米酶是一种具有酶催化性能的INPs。天然酶的合成昂贵且复杂，具有很大的挑战。与天然酶相比，纳米酶具有独特的模拟酶活性、优异的生物相容性和表面韧性以及低成本等特性^[63]。此外，合成的纳米酶在恶劣条件下仍然保持稳定，并且可回收，在生物医学领域受到关注^[64]。

在临床上，IVD穿刺和注射造影剂会破坏IVD的缺氧环境，增加ROS含量，从而加速IDD。普鲁士蓝纳米颗粒(Prussian blue nanoparticles，PBNPs)已被证实具有多种抗氧化酶活性，可增强MRI T₁图像的信号。Zhou等^[36]将PBNPs注射进IDD大鼠的NP内，发现PBNPs除增强谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GPX)4 mRNA和蛋白的表达外，还可抑制超氧化物歧化酶1(superoxide dismutase 1，SOD1)的泛素化修饰从而激活线粒体的功能，可抵抗氧化应激并延缓NP细胞的变性。硫化铁可通过释放多硫化物发挥抗氧化作用，其在生物医学领域应用广泛。然而，硫化铁在体内释放多硫化物的效率较低，通常伴随杂质的产生^[65]。有学者为了克服这一问题设计了一种双功能灰石纳米酶，在体外显示出释放丰富多硫化物的能力，并表现出较强的SOD、过氧化氢酶和GPX活性；在IDD大鼠体内，该灰石纳米酶可清除过量的ROS，改善线粒体的功能，通过阻断p53-p21信号通路抑制NP细胞衰老从而逆转IDD，显示了治疗IDD的巨大潜力^[37]。铁死亡是一种程序性细胞死亡方式，其特征是谷胱甘肽(glutathione，GSH)的耗竭和GPX4的调节失活^[66]，已经证实其参与IDD的发生发展。Yang等^[35]通过制备聚多巴胺纳米颗粒(polydopamine nanoparticles，PDA NPs)靶向铁死亡来治疗IDD；PDA NPs在体外通过清除ROS和螯合Fe²⁺，可促进GSH的产生，抑制GPX4的泛素化，减轻NP细胞的铁死亡；值得注意的是，PDA NPs与线粒体周围的GPX4共定位并抑制其降解，增强了NP细胞抗氧化的能力从而延缓IVD变性。

2.4 LIP

LIP是一种生物相容性的纳米载体，通过稳定药物结构、增强细胞内化和改善靶区药物的生物分布来改善各种药物的临床应用^[67]。LIP具有缓释、自组装能力、装载大量药物的能力，以及其他生物物理和化学特性等优点。与游离药物相比，通过LIP递送的原药的药代动力学特性和免疫刺激能力都有所提高^[68]。

氧化苦参碱(oxymatrine，OMT)具有抗病毒、抗纤维化、抗炎的作用，对IDD具有很大的治疗潜力。由于静脉注射OMT分布广，消除迅速，对于无血管结构的IVD受到很大限制^[69]。Wang等^[38]使用pH梯度法将OMT负载到LIP中并评估其治疗效果；结果显示，OMT-LIP可增加IVD中的药物积累，减轻IL-1β诱导的细胞凋亡，降低MMP-3的表达，保护IVD高度的丢失，从而延缓IDD的进展。越来越多的研究证实了microRNA(miR)在IDD治疗中的作用，并将其视为潜在的新治疗靶点。但直接注射miR由于局部核酸内切酶的降解，效果通常非常短暂，因此需要开发新的药物递送系统^[70]。miR-155被认为是IDD的关键参与者，可调节IVD细胞凋亡、ECM合成与分解以及炎症反应。因此有学者开发了负载miR-155的纳米脂质胶囊(lipid nanocapsules，LNC)并注射进绵羊体内，结果显示，与单独miR-155相比，miR-155-LNC显示出高水平的细胞内化，可48 h内持续释放，且不会改变miR-155的生物活性^[7]。表明LNC递送miR具有巨大的潜力，为未来的临床转化提供了一定可能。

2.5 纳米水凝胶

纳米水凝胶具有三维纳米尺寸结构，由化学或物理交联的可溶胀聚合物网络系统形成，在保留大量水的同时可保持水凝胶的结构完整性。纳米水凝胶作为纳米药物载体引起了很多关注，特别是用于将生物活性介质递送到特定的位点^[71]。纳米水凝胶具有出色的稳定性、载药能力、生物一致性、强渗透能力和对环境刺激的反应能力，在基因和化疗药物的递送和器官靶向中具有巨大的应用潜力^[39,72]。

2.5.1 基因治疗

通过将编码调节基质合成和分解因子的基因转入IVD细胞，可缓解某些重要ECM成分合成和分解的失衡现象。脂质复合物直接注射到靶器官通常会导致基因载体的丢失，Chang等^[42]将负载circSTC2的阳离子LIP移植到透明质酸微球上，构建了一种可注射的纳米水凝胶微球，其在IVD大鼠中可下调分解代谢相关基因ADAMTS-4、MMP-13的表达从而改善ECM代谢，恢复IVD的高度，维持NP组织的完整性，进而抑制IVD变性。与单纯的水凝胶相比，纳米水凝胶实现了脂质复合物的有效负载及持续释放，显著提高了生物因子的转染率。Wang等^[39]设计了一种可注射的单宁酸纳米颗粒(tannic acid nanoparticles，TA NPs)修饰的水凝胶基因递送系统，并将miR-21抑制剂antagomir-21包裹递送至IVD内，评估其对IDD的治疗效果；结果显示，在TA NPs的保护下，antagomir-21在IVD内保留长达14 d，可有效防止antagomir-21在酸性环境下快速释放；TA NPs还能通过MAPK信号通路促进NP细胞ECM的再生，提高antagomir-21的转染效率和延长半衰期。

2.5.2 细胞治疗

IDD发生后，NP细胞的数量及生物功能显著下降，ECM分泌和合成减少。增加NP细胞的数量可能延缓IDD的发生和发展。由于IVD中高ROS水平和酸性环境导致细胞存活率低，因此需要合适的载体递送生物活性因子或干细胞以提高NP细胞的数量或功能。使用可注射水凝胶将细胞或因子直接递送至NP细胞中被认为是可行的。有研究设计一种可注射的氧化石墨烯(graphene oxide，GO)自组装的纳米水凝胶，并负载TGF-β₃探索NP细胞再生的可能性^[10]；结果表明，GO可隔离TGF-β₃并使其缓慢释放，与水凝胶结合后可促使NP特异性基因的表达上调，并伴随着ECM的合成和沉积；此外，还观察到NP细胞积极与负载TGF-β₃的纳米水凝胶相互作用，并通过内吞作用重塑支架^[10]。为了增强水凝胶的弹性和刚度并缓冲IVD内部的压缩力，有学者将装载有富血小板血浆(platelet-rich plasma，PRP)的静电纺丝纳米纤维融入水凝胶中；与预期结果一致，纳米纤维可增强水凝胶的吸湿性，吸收大量体液和负荷药物，为PRP修复NP提供了良好的环境^[12]。Wang等^[43]提出利用加载MSCs的纳米明胶胶体水凝胶来治疗IDD，这种特殊的结构具有自我修复、可注射和可成形的特性，在兔体内可防止MSCs泄漏并在注射后保持细胞活力，还能支持MSCs的NP样分化。该结果突出了纳米水凝胶作为有效的NP结构植入物和MSCs输送载体的潜力。

2.5.3 抗氧化

PBNPs由于具有生物相容性、光热特性和抗氧化能力的特点已被广泛应用于生物医学领域，是治疗ROS相关疾病的潜在候选者^[73]。有学者基于PBNPs开发了一种多功能注射水凝胶用于治疗IDD；结果显示，纳米水凝胶在体外具有良好的抗菌效果、抗氧化能力、生物相容性、组织黏附性和合适的机械性能，在体内也能长期保留从而保护IVD，进而逆转IDD的微环境^[41]。有报道称，通过酰胺键将装载有强还原性的黑磷量子点(black phosphorus quantum dots，BPQD)的壳聚糖纳米颗粒嫁接到甲基丙烯酸明胶酸酐构建氧代谢平衡的纳米水凝胶微球，可提高包封率167%，并保持21 d的持续释放^[40]。另外，BPQD可通过清除ROS有效降低酸敏感离子通道-3的表达，阻断下游炎症途径激活引发的炎症级联反应，为大鼠的IVD提供应力支撑。

2.6 纳米纤维

纳米纤维是具有纳米级直径和特定长度直径比的长线状材料，具有非常高的比表面积和孔隙率，重量轻且灵活，允许药物的化学修饰和负载^[74]。通过各种材料的修饰，纳米纤维具有光、热、电、磁等性能，在生物医学领域应用广泛^[75]。此外，纳米纤维支架具有与ECM相似的空间结构，可为促进细胞增殖与迁移创造理想的环境，而良好的机械强度和生物相容性可为细胞黏附和生长提供有利条件^[76]。

AF对IVD的生理功能至关重要，但其缺乏血管和营养，使修复变得困难。Hu等^[77]在猪模型体内测试纳米纤维支架的性能与疗效；结果显示，纤维支架虽然无法逆转退行性过程，但可潜在地增强AF的愈合，稳定IVD的结构，且没有出现周围免疫反应。Tu等^[44]构建了一种仿生AF的纳米纤维支架，通过释放碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)促进AF修复和再生；应力和应变测量结果显示，纤维支架的机械强度明显增加，且在PBS中浸泡12周后仅损失了约10%的初始质量；进一步在体内评估发现，纤维支架可通过提供良好的平台和释放bFGF促使AF细胞黏附和ECM分泌，维持IVD的高度和NP的含水量。另有研究开发了一种纤维纳米支架并负载褐藻糖胶(一种天然抗炎和抗氧化活性多糖)^[78]。在体内，其可减少AF细胞中ROS的积累和抑制炎症相关基因从而促进ECM合成，保持IVD的高度、含水量以及机械性能；更重要的是能促进AF组织修复^[27]。Han等^[45]为了模拟AF的结构，将纳米纤维支架组装成叠层垫或环形支架，并负载TGF-β₃和布洛芬用来抗炎及促进ECM形成；之后在AF缺陷和全IVD置换两种动物模型中证实在体内布洛芬的快速释放可改善炎症微环境，TGF-β₃的持续释放可促进ECM的合成，支架被植入后可有效维持IVD的空间。

2.7 EVs

EVs是干细胞来源的双层脂质膜囊泡，直径为30~2000 nm，可作为各种生物活性信号分子的载体介导细胞间通讯，被用作细胞内药物递送的载体^[79]。EVs可包含多种生物活性分子，包括蛋白质、mRNA和microRNA等，发挥抗炎、免疫调节、生长支持等作用^[8,80]。作为一种新的无细胞策略，EVs具有良好的生物相容性，可通过细胞膜的运输、靶细胞的内在特性和长期稳定性等多种优势，克服干细胞不可控性、诱导分化不精确和存活率低的问题^[81]。

2.7.1 携带mRNA的EVs

含核苷酸结合寡聚结构域、富亮氨酸重复序列和吡啶结构域的蛋白质3(nucleotide-binding oligomerization domain‑，leucine-rich repeat‑，and pyrin domain-containing protein 3，NLRP3)炎症小体是一种多蛋白复合物，可激活下游靶标胱天蛋白酶-1促进炎症反应和焦亡，在IDD中起关键作用^[82]。Yu等^[46]在大鼠体内评估胚胎干细胞来源的富含miR-302c的EVs对IDD的疗效；结果表明，miR-302c可抑制NLRP3炎症小体的组装及其生物学功能，减轻NLRP3炎症小体激活引起的焦亡，从而缓解IDD的进展。Peng等^[8]将携带miR-3594-5p的EVs与水凝胶偶联以提高其生物利用度，并可募集内源性干细胞；miR-3594-5p靶向结合同源结构域相互作用蛋白激酶2(homeodomain-interacting protein kinase 2，HIPK2)可降低衰老阳性细胞的数量，缓解细胞周期停滞，从而减少细胞衰老并抑制IDD的进展；其中HIPK2可促进衰老标志物p53的乙酰化从而促进细胞衰老。此外，EVs还可通过募集干细胞迁移到损伤组织从而促进体内IVD再生。

2.7.2 携带蛋白质的EVs

有报道称，跨膜蛋白Vasorin在MSCs来源的EVs中含量丰富，且与细胞增殖和迁移关系密切^[83]。Liao等^[47]将脱细胞ECM嵌入EVs并在体内递送与持续释放Vasorin；Vasorin可通过介导Notch1通路激活IVD的内源性修复，从而促进NP细胞的活力并维持ECM的代谢平衡；脱细胞ECM还可延长Vasorin的持续释放，增强EVs对NP细胞的治疗效果。谷胱甘肽3(glutaredoxin 3，GLRX3)是一种重要的氧化还原调节因子，与NP细胞衰老有关，在IDD中表达下调。Liu等^[48]在缺氧条件下制备高表达GLRX3的MSCs来源的EVs(EVs-GLRX3)，发现EVs-GLRX3可保护NP细胞免受氧化应激诱导的线粒体功能障碍，从而缓解细胞衰老；他们还通过水凝胶包装弥补EVs运输过程泄漏药物的缺陷，并将EVs-GLRX3注射进IDD大鼠体内，通过调节ROS微环境，在减轻线粒体损伤、降低局部衰老状态和延缓ECM降解方面表现出高效率。

3 总结与展望

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研究表明，纳米颗粒药物递送系统在IDD治疗中显示出许多优势，如控制释放、增加稳定性、毒性低及靶向递送等^[31,41]。与其他单独的药物或生物因子相比，纳米颗粒的载药量大、持续释放时间长，还可提高生物利用度，避免由于药物量不足而多次注射给药引起的感染和炎症。纳米颗粒可通过递送mRNA、生物活性药物、细胞因子及干细胞，成为IDD治疗的潜在候选者^[10,25]。此外，在细胞实验和动物模型中观察到的结果包括清除ROS、抗细胞凋亡、抗炎、抗衰老、激活自噬及促进软骨合成等，证实了纳米颗粒在IDD治疗中的良好前景。然而，在得出明确的结论并建议广泛的临床实施之前，有必要对纳米颗粒在人类受试者中的安全性、有效性、药代动力学、药效学、生物分布和伦理考虑进行全面验证。

本文分析并探索了目前用于IDD治疗的几种纳米颗粒。胶束纳米颗粒具有更高的稳定性且生物相容性良好。聚合物纳米颗粒由于其毒性低和降解特性被广泛研究和应用，可实现持续的药物释放并延长药物疗效。由于两种纳米颗粒都可导致颗粒聚集和毒性风险的增加，采用共价交联可降低毒性和逃脱巨噬细胞的免疫作用^[84]。INPs具有良好的生物相容性和稳定性，但由于其体内毒性限制了应用，应该开发体内毒性低的纳米颗粒，如增加表面涂层等^[18]。纳米酶可作为酶调节IVD中的氧化应激，也可作为药物递送系统，而纳米酶与生物活性因子的结合几乎没有被评估，应加以利用以探索基于药物或细胞因子治疗IDD的方法。纳米水凝胶的最大特点是可与其他纳米颗粒结合使用。多轴纳米纤维可能是未来基于纳米纤维IDD治疗的方向，可将不同的药物分装在不同的分层中^[85]。由于纳米纤维支架结构的支撑功能，可与3D打印技术相结合^[86]。EVs毒性低、生物降解性好，但目前无法大规模生产，重复率低，且加载外源性药物封装效率低于预期，易出现生物活性丧失^[23]，因此需要改进和发展更有效的载药方法。

总之，纳米技术的进步可能会开启纳米颗粒在IDD治疗中转化应用的新时代。生物安全性、生物稳定性和生物相容性是未来纳米颗粒临床转化面临的关键因素。必须解决基于基因工程转化策略的安全问题以及由于物理和化学改性策略引起的试剂残留问题。此外，应该寻找与人类解剖相似的IDD动物模型。由于IDD的发病机制复杂，单一的细胞因子或药物无法起到良好的效果，多个靶点的联合治疗可能更适合IDD。随着近年来现代生物技术的不断发展，纳米颗粒药物递送的治疗方案将在疾病的诊断、预后、治疗、组织再生和修复等方面具有更广泛的应用。

基金

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甘肃省自然科学基金(21JR7RA362)
甘肃省高等学校青年博士基金项目(2022QB-007)
兰州大学第一医院院内基金(ldyyyn2021-121)

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文献

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2025年第50卷第1期

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doi: 10.11855/j.issn.0577-7402.1125.2024.0407

接收时间：2023-08-22
首发时间：2025-11-10
出版时间：2025-01-28

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收稿日期：2023-08-22
录用日期：2023-11-16

基金

Natural Science Foundation of Gansu Province(21JR7RA362)

甘肃省自然科学基金(21JR7RA362)

Gansu Higher Education Youth Doctoral Fund Project(2022QB-007)

甘肃省高等学校青年博士基金项目(2022QB-007)

Intramural Fund of the First Hospital of Lanzhou University(ldyyyn2021-121)

兰州大学第一医院院内基金(ldyyyn2021-121)

作者信息

¹兰州大学第一临床医学院，甘肃兰州 730000

²兰州大学第一医院骨科，甘肃兰州 730000

通讯作者:

王昕，E-mail：wangxinldyy@126.com

参考文献

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https://castjournals.cast.org.cn/joweb/jfjyxzz/CN/10.11855/j.issn.0577-7402.1125.2024.0407

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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RefWorks
TxT

分类	纳米颗粒描述	直径	递送药物	测试	生物学效应	参考文献
胶束纳米颗粒	异银杏素胶束纳米颗粒	100 nm	IGK	大鼠	清除ROS，增强自噬	[14]
酯酶响应型布洛芬纳米胶束	39.9 nm	IBU	大鼠	抑制焦亡	[28]
释放NO的胶束纳米颗粒	20 nm	NO	大鼠	抗菌，抗炎，抗破骨作用	[29]
负载mRNA的多聚纳米胶束	-	Runx1 mRNA	大鼠	增加IVD水合含量	[30]
酯酶响应型聚合物胶束	49.8 nm	APO，KGN	大鼠	抗炎，抗氧化，激活自噬	[17]
聚合物纳米颗粒	聚乳酸纳米颗粒	160 nm	Cur	体外	抗炎	[31]
聚乳酸-羟基乙酸纳米颗粒	(494.3±64.4) nm	ABT263蛋白	大鼠	抗衰老，抗炎	[32]
聚乳酸-羟基乙酸纳米球	300 nm	抗miR-199a mRNA	兔	抑制钙化	[15]
金属纳米颗粒	层状双氢氧化物纳米颗粒	100 nm	MSCs	大鼠	促软骨合成	[33]
磁性纳米颗粒	氧化铁纳米颗粒	10.31 nm	miR-21	大鼠	促椎间融合	[25]
二氧化锰纳米颗粒	15 nm	TGF-β3	大鼠	抗氧化和抗凋亡	[34]
碳基纳米颗粒	富勒烯纳米颗粒	-	cFlFlF肽	小鼠	清除ROS，抗炎，缓解疼痛	[11]
纳米酶	聚多巴胺纳米颗粒	160 nm	-	大鼠	抑制铁死亡	[35]
普鲁士蓝纳米颗粒	80 nm	-	大鼠	抑制SOD1泛素化	[36]
灰石纳米酶	2 μm	-	大鼠	清除ROS，抑制衰老	[37]
脂质体	脂质纳米胶囊	75 nm	miR-155	绵羊	抑制细胞凋亡	[7]
氧化苦参碱脂质体	(178.1±2.9) nm	OMT	大鼠	抗凋亡，抗炎	[38]
纳米水凝胶	单宁酸纳米颗粒水凝胶	260 nm	Antagomir-21 mRNA	大鼠	抗氧化，抗炎，抑制ECM分解	[39]
黑磷壳聚糖纳米颗粒水凝胶	(39.5±6.4) μm	BPQD	大鼠	抗氧化，抗凋亡	[40]
普鲁士蓝纳米水凝胶	-	PBNPs	大鼠	抗菌，抗氧化	[41]
circRNA沉默纳米水凝胶	-	circSTC2	大鼠	促进ECM合成	[42]
纳米明胶胶体水凝胶	-	MSCs	兔	促进NP再生	[43]
氧化石墨烯纳米水凝胶	(59.6±14.3) nm	TGF-β3	体外	促进ECM合成	[10]
丝素蛋白纳米纤维水凝胶	100~600 nm	PRP	大鼠	促进NP再生	[12]
纳米纤维	微/纳米纤维支架	(307.2±57.2) nm	bFGF	大鼠	促进AF再生	[44]
聚醚碳酸酯脲纳米纤维支架	(0.7±0.3) μm	褐藻糖胶	大鼠	抗氧化，抗炎	[27]
核壳纳米纤维支架	(458.4±78.1) nm	TGF-β3，IBU	大鼠	促进ECM合成，抗炎	[45]
细胞外囊泡	胚胎干细胞衍生纳米颗粒	(403.3±85.94) nm	miR-302c	体外	清除ROS，抗炎	[46]
间充质干细胞衍生纳米颗粒	102 nm	miR-3594-5p	大鼠	抗衰老，募集干细胞	[8]
间充质干细胞衍生纳米颗粒	30~150 nm	Vasorin	大鼠	促进NP细胞增殖和ECM合成	[47]
间充质干细胞衍生纳米颗粒	50~200 nm	GLRX3	大鼠	清除ROS，缓解细胞衰老	[48]

分类

纳米颗粒描述

直径

递送药物

测试

生物学效应

参考文献

胶束纳米颗粒

异银杏素胶束纳米颗粒

100 nm

IGK

大鼠

清除ROS，增强自噬

[14]

酯酶响应型布洛芬纳米胶束

39.9 nm

IBU

大鼠

抑制焦亡

[28]

释放NO的胶束纳米颗粒

20 nm

大鼠

抗菌，抗炎，抗破骨作用

[29]

负载mRNA的多聚纳米胶束

Runx1 mRNA

大鼠

增加IVD水合含量

[30]

酯酶响应型聚合物胶束

49.8 nm

APO，KGN

大鼠

抗炎，抗氧化，激活自噬

[17]

聚合物纳米颗粒

聚乳酸纳米颗粒

160 nm

Cur

体外

抗炎

[31]

聚乳酸-羟基乙酸纳米颗粒

(494.3±64.4) nm

ABT263蛋白

大鼠

抗衰老，抗炎

[32]

聚乳酸-羟基乙酸纳米球

300 nm

抗miR-199a mRNA

兔

抑制钙化

[15]

金属纳米颗粒

层状双氢氧化物纳米颗粒

100 nm

MSCs

大鼠

促软骨合成

[33]

磁性纳米颗粒

氧化铁纳米颗粒

10.31 nm

miR-21

大鼠

促椎间融合

[25]

二氧化锰纳米颗粒

15 nm

TGF-β3

大鼠

抗氧化和抗凋亡

[34]

碳基纳米颗粒

富勒烯纳米颗粒

cFlFlF肽

小鼠

清除ROS，抗炎，缓解疼痛

[11]

纳米酶

聚多巴胺纳米颗粒

160 nm

大鼠

抑制铁死亡

[35]

普鲁士蓝纳米颗粒

80 nm

大鼠

抑制SOD1泛素化

[36]

灰石纳米酶

2 μm

大鼠

清除ROS，抑制衰老

[37]

脂质体

脂质纳米胶囊

75 nm

miR-155

绵羊

抑制细胞凋亡

[7]

氧化苦参碱脂质体

(178.1±2.9) nm

OMT

大鼠

抗凋亡，抗炎

[38]

纳米水凝胶

单宁酸纳米颗粒水凝胶

260 nm

Antagomir-21 mRNA

大鼠

抗氧化，抗炎，抑制ECM分解

[39]

黑磷壳聚糖纳米颗粒水凝胶

(39.5±6.4) μm

BPQD

大鼠

抗氧化，抗凋亡

[40]

普鲁士蓝纳米水凝胶

PBNPs

大鼠

抗菌，抗氧化

[41]

circRNA沉默纳米水凝胶

circSTC2

大鼠

促进ECM合成

[42]

纳米明胶胶体水凝胶

MSCs

兔

促进NP再生

[43]

氧化石墨烯纳米水凝胶

(59.6±14.3) nm

TGF-β3

体外

促进ECM合成

[10]

丝素蛋白纳米纤维水凝胶

100~600 nm

PRP

大鼠

促进NP再生

[12]

纳米纤维

微/纳米纤维支架

(307.2±57.2) nm

bFGF

大鼠

促进AF再生

[44]

聚醚碳酸酯脲纳米纤维支架

(0.7±0.3) μm

褐藻糖胶

大鼠

抗氧化，抗炎

[27]

核壳纳米纤维支架

(458.4±78.1) nm

TGF-β3，IBU

大鼠

促进ECM合成，抗炎

[45]

细胞外囊泡

胚胎干细胞衍生纳米颗粒

(403.3±85.94) nm

miR-302c

体外

清除ROS，抗炎

[46]

间充质干细胞衍生纳米颗粒

102 nm

miR-3594-5p

大鼠

抗衰老，募集干细胞

[8]

间充质干细胞衍生纳米颗粒

30~150 nm

Vasorin

大鼠

促进NP细胞增殖和ECM合成

[47]

间充质干细胞衍生纳米颗粒

50~200 nm

GLRX3

大鼠

清除ROS，缓解细胞衰老

[48]