Överuttrycket av reaktiva syre- och kvävearter (RONS) är nära förknippat med uppkomsten och utvecklingen av olika kroniska sjukdomar, såsom cancer, Alzheimers sjukdom och kroniska diabetiska sår. Väteterapi, som ett framväxande och lovande allmänt terapeutiskt tillvägagångssätt, använder normalt molekylärt H2 att selektivt eliminera RONS och upprätthålla intracellulär redoxhomeostas, och därigenom behandla relaterade kroniska sjukdomar.
Det mer bioreducerbara atomära vätet förväntas ge en RONS-avskiljningsförmåga med brett spektrum som är överlägsen den för konventionella H2 . Utvecklingen av en avancerad väteterapeutisk plattform som kombinerar tillräcklig mängd atomär väteladdning, kontrollerbar frisättning och biologisk nedbrytbarhet förblir dock en gigantisk teknisk utmaning.
För att ta itu med denna fråga har ett team under ledning av prof. Jun Jiang och professor Yucai Wang från University of Science and Technology of China (USTC) nyligen framgångsrikt introducerat mycket reducerbart atomärt väte i WO3 gitter som använder en elektron-proton-samdopningsstrategi, vilket för första gången visar att atomärt väte eliminerar ett brett spektrum av RONS än konventionella H2 kan inte.
Dessutom volframbronsfas H0,53 WO3 (HWO) visade sig vara en mycket önskvärd bärare för atomärt väte, med anmärkningsvärda egenskaper inklusive högkapacitetslagring av väte, kontrollerbar vätefrisättning och pH-känslig biologisk nedbrytbarhet. I en diabetisk sårmodell ombildade atomvätet den diabetiska sårmikromiljön och lindrade inflammation, vilket i sin tur främjade kollagenavlagring och angiogenes, vilket effektivt påskyndade kronisk sårläkning.
"Ur termodynamik och kemisk kinetik är atomärt väte mycket mer reaktivt än molekylärt H2 , medan dess lagring och användning är extremt knepig. Tack vare elektron-proton-samdopningsstrategin har vi insett avsättningen av atomärt väte i metalloxider under milda förhållanden, säger prof. Jun Jiang.
"I en vidare bemärkelse är den grundläggande kategorin av väteterapeutiska material inte längre begränsad till de vanligen aktiva metallerna/icke-metallerna eller deras hydrider. Vätearter i mer fysiska former finns tillgängliga som effektiva RONS-rensare för att spela en positiv roll i väte- centrerade terapeutiska strategier."
Studien är publicerad i tidskriften National Science Review .
Mer information: Man Luo et al, atomärt väte i fast tillstånd som ett bredspektrum RONS-rensare för accelererad sårläkning av diabetes, National Science Review (2023). DOI:10.1093/nsr/nwad269
Tillhandahålls av Science China Press
