用磁铁精准清除败血症致病菌
UNIST与盆唐首尔大学医院研究团队成功开发红细胞-超顺磁性纳米粒子
可用于体外血液净化和脓毒症治疗……刊登于5月17日发行的《Small Methods》
一种只能去除体外血液中引发炎症反应物质的技术已经被开发出来。
即使在与真实患者相似的实验条件下，该技术也展现出优异的治疗效果，有望为败血症治疗开辟新路径。
UNIST（校长 Lee Yonghoon）生物医学工程系 Kang Juhun、Joo Jinmyung 教授团队与盆唐首尔大学医院急诊医学科 Lee Jaehyuk 教授团队共同开发出一种基于红细胞–超顺磁性纳米粒子的体外血液净化技术。这是一项利用超顺磁性纳米粒子，快速且高效清除败血症致病物质的技术。通过猪模型的临床前实验，研究团队还验证了所开发血液净化技术的治疗效果和有效性。
Kang Juhun 教授表示：“通过本次研究，我们不仅证明了可以简单降低血液中败血症致病物质的水平，更证实了心血管和血液学主要临床指标得到改善、关键器官功能得到恢复”，并补充称：“由于能够在无需事先诊断的情况下，有效清除血液和主要器官中的多种病原体和炎性物质，因此获得了突破性的治疗效果。”
败血症是人体对细菌、病毒等严重感染产生的全身性异常炎症反应，会导致重要器官功能衰竭，并伴随高病死率。然而迄今为止，尚不存在明确有效的败血症治疗方法。
Kang Juhun 教授团队在2022年的前期研究中曾开发出类似技术。该技术通过将镍、铁等磁性纳米粒子功能化到红细胞细胞膜上，使其与在体外循环的患者血液发生反应。在这一过程中，磁性纳米粒子先捕获病原体，再通过外部磁场（磁铁）将引发炎症反应的物质从血液中移除，从而治疗败血症。
但在实际临床应用中，前期研究所开发的技术暴露出技术性局限。由于在磁场作用下被牵引的力——磁化率较低，难以净化数升体外血液。
研究团队从理论上计算并预测了在1小时内完成成年患者全血净化所需的磁性纳米粒子尺寸、粒径分布等参数，并对其进行优化。通过开发新的水热合成方法，成功合成出与既有技术相比具有更高磁化率、粒径更均一的超顺磁性纳米粒子。
在此基础上，研究团队再将红细胞细胞膜技术包覆到上述超顺磁性纳米粒子表面，开发出功能化超顺磁性纳米粒子。该粒子即使在每小时6升的高速流速下，也能轻松清除血液中的病原体，并在猪败血症模型中验证了其治疗效果。
第一作者研究员 Park Sungjin、Kim Suhyun 以及教授 Park Inwon 表示：“新开发的超顺磁性纳米粒子合成技术可以最大限度减少磁性纳米粒子残留在患者血液中的情况，从而将副作用降至最低，在安全性评估方面也将更具优势。”
Kang Juhun 教授强调：“我们正推进医疗器械认证等后续计划，以便将该技术真正应用于临床一线。由于无需事先诊断即可清除多种病原体，该技术有望发展成为可应对新发与变异传染病流行、可作为卫生安全战略加以利用的新概念传染病治疗技术。”
本研究由 UNIST 生物医学工程系硕博连读课程学生 Park Sungjin、Kim Suhyun 以及盆唐首尔大学医院教授 Park Inwon 共同担任第一作者。项目获得三星电子未来技术培育中心、UNIST、科学技术信息通信部韩国研究财团基础研究室支持项目、中坚研究者支持项目、保健产业振兴院阿尔茨海默病攻克研发项目以及浦项制铁青岩财团的资助。
研究成果被 Wiley 出版社发行的国际权威学术期刊《Small Methods》选为封面插图（frontispiece），并于5月17日正式发表。
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