痛风，是人体内尿酸结晶堆积引发的剧烈关节炎症，严重发作时关节疼痛如刀割、针刺、火烧般深入骨髓，已累及全国超8000万患者。传统药物治疗虽能降解尿酸缓解症状，却像“灭火器”只能扑灭明火，无法清除隐患，尿酸降解后产生的过氧化氢更像“余烬”，长期损伤关节，甚至引发心血管疾病。更棘手的是，人体自身早已失去分解尿酸的“工具”——尿酸酶（UOx）。如何设计一个既能高效降解痛风患者体内尿酸、又能自动清理“余烬”的智能系统？这成了全球医学科研者竞逐的难题。

日前，南方医科大学药学院涂盈锋教授团队在Nature Communications发表了题为“Gout management using uricase and sodium citrate hollow mesoporous nanomotors”的研究论文。该研究构建了一种负载有柠檬酸钠和尿酸酶的中空介孔二氧化硅“纳米马达”，作为可移动的能量转换器件，用于痛风安全高效的主动治疗，也成为全球首个利用二氧化硅“纳米马达”开展痛风主动治疗的研究。

涂盈锋指导团队成员实验数据分析

在纳米世界打造“自我升级的机器人”

传统痛风治疗长期面临疗效与副作用并存的困境，非甾体抗炎药和秋水仙碱虽能缓解急性发作，但长期使用易引发胃肠道损伤和肝肾毒性；别嘌醇等降尿酸药物存在超敏反应风险，部分患者经常被迫中断治疗。同时，严格的低嘌呤饮食控制常因执行困难而疗效打折，而间歇性治疗模式又导致患者血尿酸波动，反而加剧尿酸结晶沉积。这种"止痛易、治本难"的现状，迫使医学界持续探索更精准安全的治疗策略。

在摸索研究中，涂盈锋团队成员偶然注意到蜜蜂采蜜时会释放信息素引导同伴，形成高效的“群体作业”。这启发了团队有了“纳米蜂群”的大胆设想，能否设计一种能在人体关节内自主运动的纳米颗粒，携带人体匮乏的降解尿酸的酶，像一只只小蜜蜂一样，在关节内自主协作，精准“围攻”尿酸结晶？于是，可负载柠檬酸钠和尿酸酶的中空介孔二氧化硅“自驱动纳米马达”的概念诞生了，它就像一台微型机器人，在人体关节腔内一边“吃掉”尿酸，一边将有害的降解产物过氧化氢转化为无害的水和氧气，形成自给自足的“能量循环链”。

“我们不是单纯在制造尿酸酶纳米颗粒，而是在纳米世界实现微小颗粒的自主运动。”团队主创成员刘璐表示，要让尿酸酶纳米颗粒在关节腔内自主运动“扫除”尿酸和降解产物，就必须赋予纳米颗粒较快的运动速度。

“纳米马达”自主运动的核心是硅壳的不对称孔洞，但因为初期合成的孔洞要么太大（>150 nm），颗粒易碎裂，要么太小（<50 nm），离子梯度推力不足。团队反复尝试不同配比的溶胶-凝胶反应，最终将孔径稳定在85.8 ± 21.3 nm，这相当于头发丝直径的千分之一。

最初研发的“纳米马达”像无头苍蝇般，只能随机移动（布朗运动），效率极低。团队研究发现尿酸降解会产生离子梯度，就像火箭喷射气体产生推力一样。利用这一原理，团队在纳米颗粒表面“凿”出一个不对称的孔洞（类似火箭尾喷口），让纳米颗粒能像赛车一样自主加速，使其运动速度提升了近3倍。由于纳米颗粒表面孔洞的大小和位置需精确到纳米级，为实现其稳定量产，团队还反复尝试了上百种硅壳合成工艺，最终通过“一步法”化学合成实现了目标。

研发的“纳米马达”导图

尿酸酶非常脆弱，如何防止高温、酸性、蛋白酶随时可能对尿酸酶的摧毁？团队为“纳米马达”特别设计穿上了“硅壳铠甲”，通过表面氨基包裹，来修饰固定酶分子。通过实验发现，包裹后的尿酸酶在70℃高温下仍保留46%活性，抵御蛋白酶的能力提升了2.5倍。这相当于给士兵穿上防弹衣，让它们在恶劣环境中也能持久作战。

目前，负载柠檬酸钠和尿酸酶的“纳米马达”在动物实验模型中已展现卓越疗效，关节损伤修复率超90%，且无副作用。下一步，团队将推进临床试验，通过将“纳米马达”注射进人体关节腔，在5年内实现痛风患者 “一针治疗”的目标。从更长远看，“纳米马达”的技术还可拓展至其他代谢性疾病，例如运用葡萄糖驱动的“纳米马达”治疗糖尿病，或用胆固醇降解酶对抗动脉粥样硬化，“主动纳米医疗”的时代正在到来。

精准，是通往临床转化的唯一桥梁

“纳米世界是科学与艺术的交界，在这里想象力决定天花板，但细节决定生死。” 涂盈锋说道。严谨求实，精益求精是团队追求的真理。在纳米粒物理混合负载柠檬酸钠的过程中，团队深切感知精准在实验中的重要性。

涂盈锋团队正在探讨实验中存在的难点

在最初制备工艺环节中，团队将柠檬酸钠通过简单的物理混合负载到纳米颗粒表面。体外实验数据显示，形成的“纳米马达”能高效降解尿酸，且过氧化氢清除效果显著。然而，当第一批实验鼠接受“纳米马达”注射后，监测系统显示实验鼠关节腔内的pH值出现了短暂但剧烈的波动，从正常范围的7.4骤降至6.8，随后又迅速回升。尽管未造成严重副作用，但pH的不稳定性可能导致尿酸结晶重新沉积，抵消了治疗效果。

“这不太对劲！”项目负责人刘璐盯着屏幕上的数据皱起眉头，“柠檬酸钠的负载可能出了问题。”

团队连夜展开排查。X射线光电子能谱（XPS）证实，钠元素的原子百分比在不同颗粒间差异显著。原来，物理混合法靠的是随机吸附，导致吸附的柠檬酸钠在纳米颗粒表面分布不均。在体内复杂环境中，柠檬酸钠局部浓度过高，会短暂提升pH，而低浓度区域则无法维持碱性，引发波动。

“必须精确控制负载量！”团队成员李秀榕提议，“试试静电吸附法。”团队重新设计工艺，利用纳米颗粒表面氨基（-NH₂）的正电性，与带负电的柠檬酸钠通过静电作用定向结合。通过调整pH和离子强度，团队优化了吸附条件，确保每颗纳米粒表面均匀吸附和柠檬酸钠覆盖。验证实验令人振奋，负载效率显著提升。监测系统显示接受“纳米马达”注射后的实验鼠关节腔内的pH值稳定维持在7.5-7.8，持续72小时无波动。

在纳米尺度下，任何微小的工艺偏差都可能被无限放大。柠檬酸钠的负载不均不仅是技术问题，更揭示了从“粗放混合”到“精准控制”的范式转变。如今，这项静电吸附工艺已被写入团队的核心专利，并为后续开发其他酶驱动纳米机器人奠定了基础。

从“痛风克星”到“智能医疗团队”

“每一个微小的突破，终将汇成改变人类健康的洪流。” 涂盈锋表示。长期以来，涂盈锋带领团队深入开展“自驱动微纳米马达”生物医学应用等方面研究，专注于开发响应性纳米载体（如pH、温度、光敏感材料），用于肿瘤靶向治疗和精准药物控释，其研究的微纳米机器人在药物递送中可突破传统技术局限，被同行评价为“开拓性研究”。

同时，团队还以解决实际医学难题为目标，强调“从实验室到病床”的转化理念。聚焦先进生物材料领域，设计了新型生物相容性材料（如水凝胶、高分子聚合物等），应用于组织工程和再生医学，并深入结合材料科学、生物医学工程与药学，推动基础研究向临床转化，部分技术已进入动物实验或合作临床试验阶段。

除了追逐前沿的科学研究，强基固本的人才培养，同样是涂盈锋团队追求的目标。在涂盈锋的办公室里，有一个展示柜里，摆放着许多3D真人手办，据他介绍，这是在每年毕业季，学生们赠送他的毕业礼物，年复一年增多的可爱手办队列，正是这个平均年龄26岁的朝气蓬勃科研团队的缩影。

涂盈锋办公室里摆放着学生们送的3D真人手办

这个团队汇集了药学、材料学、化学、医学等多学科背景成员，涂盈锋坚持“分类施教”，结合学生自身优势，针对性指导开展科研与职业规划，鼓励学生“做有温度的科研”，培养了一批兼具创新能力与社会责任感的青年学者。

痛风“纳米马达”的故事，不仅是技术的大胆创新，更是一群青年科研工作者用坚持与智慧对抗病魔的写照。未来，当患者因一针注射而远离关节剧痛时，或许会想起，这背后是无数个实验室的不眠之夜，是一代科研人对“生命精准”的不懈追求。