Die Überexpression reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffspezies (RONS) ist eng mit dem Auftreten und Fortschreiten verschiedener chronischer Krankheiten wie Krebs, Alzheimer und chronischen diabetischen Geschwüren verbunden. Die Wasserstofftherapie als aufstrebender und vielversprechender Allzweck-Therapieansatz nutzt normalerweise molekulares H2, um RONS selektiv zu eliminieren und die intrazelluläre Redoxhomöostase aufrechtzuerhalten und so damit verbundene chronische Krankheiten zu behandeln.
Es wird erwartet, dass der besser biologisch reduzierbare atomare Wasserstoff eine RONS-Abfangfähigkeit mit breitem Spektrum bietet, die der von herkömmlichem H2 überlegen ist. Die Entwicklung einer fortschrittlichen Wasserstofftherapieplattform, die eine ausreichende atomare Wasserstoffbeladung, kontrollierbare Freisetzung und biologische Abbaubarkeit kombiniert, bleibt jedoch eine riesige technologische Herausforderung.
Um dieses Problem anzugehen, hat ein Team unter der Leitung von Prof. Jun Jiang und Prof. Yucai Wang von der University of Science and Technology of China (USTC) kürzlich mithilfe einer Elektron-Proton-Codotierung erfolgreich hochreduzierbaren atomaren Wasserstoff in das WO3-Gitter eingeführt Strategie, die zum ersten Mal zeigt, dass atomarer Wasserstoff ein breites Spektrum an RONS eliminiert, was herkömmlicher H2 nicht kann.
Darüber hinaus erwies sich die Wolframbronzephase H0,53WO3 (HWO) als äußerst wünschenswerter Träger für atomaren Wasserstoff mit bemerkenswerten Eigenschaften wie einer Wasserstoffspeicherung mit hoher Kapazität, einer kontrollierbaren Wasserstofffreisetzung und einer pH-abhängigen biologischen Abbaubarkeit. In einem diabetischen Wundmodell veränderte der atomare Wasserstoff die Mikroumgebung der diabetischen Wunde und linderte Entzündungen, was wiederum die Kollagenablagerung und Angiogenese förderte und die chronische Wundheilung effektiv beschleunigte.
„Aus Sicht der Thermodynamik und chemischen Kinetik ist atomarer Wasserstoff weitaus reaktiver als molekularer H2, während seine Speicherung und Nutzung äußerst schwierig ist. Dank der Elektron-Proton-Codotierungsstrategie haben wir die Abscheidung von atomarem Wasserstoff in Metall realisiert.“ Oxide unter milden Bedingungen“, sagte Prof. Jun Jiang.
„Im weiteren Sinne ist die Grundkategorie wasserstofftherapeutischer Materialien nicht mehr auf die üblicherweise aktiven Metalle/Nichtmetalle oder deren Hydride beschränkt. Wasserstoffspezies in physikalischeren Formen stehen als effiziente RONS-Fänger zur Verfügung, um eine positive Rolle bei der Wasserstoffproduktion zu spielen. zentrierte Therapiestrategien.
Die Studie ist veröffentlicht im Tagebuch National Science Review.
Mehr Informationen:
Man Luo et al., Festkörperatomarer Wasserstoff als Breitspektrum-RONS-Fänger für eine beschleunigte Wundheilung bei Diabetikern, National Science Review (2023). DOI: 10.1093/nsr/nwad269