研究人员发现了一种有趣的肌腱愈合新工具：用于精确给药的纳米颗粒

利用纳米颗粒将药物精确输送到手术修复的肌腱是一种很有前途的新方法，可以减少疤痕组织的形成并改善机械功能。研究人员成功地在细胞水平上定位了体内的药物治疗，这被证明是一种高效的递送方法，可用于治疗其他损伤。他们的研究发表在《科学进展》杂志上

无论是职业足球运动员亚伦·罗杰斯（Aaron Rodgers）在赛季结束时跟腱断裂，还是日常工作事故，肌腱损伤都很常见，可能会改变生活。它们每年需要30万次手术，经常导致工作时间的损失和身体功能的永久性损伤

通常，创伤性肌腱损伤是通过缝合线进行手术修复的，但肌腱愈合的倾向往往会限制肌腱的运动和功能，从而损害最佳愈合

罗切斯特大学和俄勒冈大学的研究人员结合了他们在肌腱细胞生物学和药物递送系统方面的专业知识，找到了一种更好的方法来提供治疗，可以减少疤痕组织，促进愈合

罗切斯特大学肌肉骨骼研究中心副教授Alayna Loiselle博士说：“尽管这些损伤的数量很高，结果往往很差，但很少有有效的药物方案来帮助肌腱愈合。”

“口服或注射的全身药物治疗显示肌腱归位不良；在某些情况下，只有不到1%的全身药物到达愈合的肌腱。直接在肌腱上局部给药也有缺点，包括注射可能会对组织造成损伤，以及损伤时对药物浓度的控制不力。”

罗切斯特大学生物医学工程博士生Emmanuela Adjei Sowah说：“我们希望从单独使用缝合转向结合治疗。”她在过去几年里与合著者Loiselle、Danielle S.W.Benoit博士和其他人合作开发了纳米颗粒给药系统，以改善肌腱损伤的愈合。“使用纳米颗粒的多组学和药物递送的进展为治疗开辟了新的可能性。”

研究人员面临的挑战是确定哪些物质可以帮助肌腱愈合

愈合过程的分子“图谱”绘制了一条新的治疗路径

Loiselle说：“驱动瘢痕介导的肌腱愈合的基本细胞和分子机制才刚刚开始明确。”。“我们之前的工作使用空间转录组分析来定义愈合肌腱的分子图谱。在随后对这些数据的分析中，我们发现损伤部位的区域具有高水平的Acp5基因表达，这既令人惊讶又令人兴奋。”；众所周知，这两种情况都发生在受伤的骨骼恢复和重建过程中。愈合肌腱内的高TRAP活性使研究人员能够使用与TRAP结合的肽将药物直接输送到愈合肌腱部位

Loiselle说：“虽然Benoit的实验室以前曾使用TRAP结合肽纳米颗粒（TBP-NP）将药物靶向输送到骨骼，但愈合肌腱中的高TRAP活性开辟了一个全新的研究方向。”

在开始使用治疗剂进行研究之前，该团队使用屈肌腱完全横断和手术修复的小鼠模型完成了一系列剂量和时间研究，以确定他们的药物递送系统可以最有效地靶向愈合肌腱的窗口

俄勒冈州大学洛瑞-洛基系主任兼生物工程系教授Benoit表示：“定义最佳治疗窗口对于成功开发创新有效的药物输送系统至关重要，该系统通过鼓励更具再生性而非纤维化的愈合级联来改善肌腱愈合。”

“此外，通过定义这种药物递送系统的最佳治疗窗口，我们可以减轻通常伴随着高剂量或多剂量的不良副作用，以在组织中实现足够的药物积累。”

作为一种治疗方法，该团队选择了氯硝柳胺，它可以抑制S100a4，Loiselle的实验室已经确定这种蛋白质会导致疤痕形成。Loiselle实验室先前的工作表明，S100a4的基因敲除改善了该小鼠肌腱愈合模型的机械和功能结果

S100a4与许多组织的瘢痕形成有关，包括肝脏、心脏、肺和口腔黏膜下层；Loiselle发现它使肌腱愈合复杂化，这为他们的这项研究提供了一个治疗靶点，他们使用TRAP结合肽纳米颗粒药物递送系统来精确影响受伤的肌腱

作为比较，他们系统性地给予氯硝柳胺；它确实略微减少了愈合肌腱中S100a4的量，但对愈合过程没有有益影响。相反，使用纳米颗粒系统递送相同剂量的氯硝柳胺导致愈合肌腱中S100a4mRNA和蛋白质水平的强烈抑制

这种靶向药物递送方法也显著有利于肌腱愈合过程。TBP-NP给药氯硝柳胺改善了运动恢复的功能范围，并在短期和长期时间点增加了愈合肌腱的机械完整性。重要的是，这些持续的影响只发生在一次治疗中

研究人员将继续他们的工作，以确定该系统在多大范围内可用于其他肌腱损伤和疾病，以及导致疤痕形成的其他类型的组织损伤

Adjei Sowah说：“这个系统的美妙之处在于，它可以装载不同种类的药物，以靶向不同的分子过程或途径。”