跟腱病俗称“跟腱炎”，是一种常见的运动系统疾病。跟腱的英文全称为Achillestendon，得名于希腊神话中的阿喀琉斯（Achilles）。相传他全身刀枪不入，只有脚踝是唯一的弱点，足见其易于损伤的特性。同时，作为最粗、最强大的肌腱，它在人们行走、跑步、跳跃等日常行为活动中起着重要作用。
跟腱病发生部位
跟腱病一般由过度使用或外伤所致，主要表现为局部疼痛。跑步爱好者、田径运动员和广场舞大妈等最容易得此病。譬如“亚洲飞人”刘翔就曾饱受伤病的困扰而不得不早早离开田径的舞台，这里的伤病就是我们所说的跟腱病。
“亚洲飞人”刘翔因伤倒地
由于缺乏有效的治疗手段，长期微损伤会导致跟腱部位炎症、胶原纤维紊乱和钙化，甚至发生断裂。
临床上目前主要是以休息加外用消炎镇痛的膏药为主，也有局部注射各种抗炎药物。但都有各自缺点，比如药物渗入不够，浓度持续不足，精准靶向欠缺等。
微针（microneedles,MNs）是由众多紧密排列的针头所形成的阵列。作为一种新型给药途径，微针具备安全、无痛、可控、高效等优势。
微针
外泌体是细胞分泌的、直径50-nm的囊泡，含有丰富RNA和蛋白质。研究发现，与作用单一的抗炎药物相比，外泌体具备优秀抗炎性质的同时，还能促进损伤组织和细胞的修复。因此，通过微针刺破表皮将外泌体递送至受损的跟腱部位为跟腱病的治疗带来了新的希望。
微针刺入皮肤后未触及血管和神经，不引起疼痛
团队的最新研究成果“NitricOxideNanomotorDrivingExosomes-LoadedMicroneedlesforAchillesTendinopathyHealing”发表于ACSNano（IF=15.88），以微针装载外泌体，研发了一种“智能”纳米马达为外泌体提供动力，增加其渗透深度，从而显著促进了跟腱病的治疗。
1）改进微针结构：针头部分的“倒钩”设计可确保微针在活动较多的关节部位也不易脱落。针头采用高生物相容性材料7.5%GelMA+15%PVA，使其机械强度足够刺穿表皮，且将降解时间延长至14天以上，保证了外泌体长效、缓慢的释放。底座采用4%透明质酸（HA），利用透明质酸吸水膨胀变软的特性，在微针应用于跟腱部位后，皮肤表面的水分被微针底座吸收，实现针头与底座分离，从而只将含有外泌体的针头部分留在体内。
微针的结构及材料
2）设计智能纳米马达：通过与南京师范大学化学学院毛春老师和万密密老师的合作，制备了可以为外泌体提供驱动力的“智能”纳米马达。在实际应用时，外泌体被释放至跟腱病的炎性微环境中，表面的L精氨酸会在一氧化氮合酶（NOS）或活性氧簇（ROS）催化下分解为L-citrulline和NO气体，其中，NO气体为外泌体提供动力，配合MPC趋向于pH降低的损伤部位的特性，外泌体主动运动至跟腱损伤部位发挥抗炎和修复作用，同时，NO气体自身的抗炎效应也会进一步提高治疗效率。
装载“智能”马达驱动外泌体微针的制备和微针治疗跟腱病的理论机制
3）验证治疗效果：我们将装载“智能马达”驱动外泌体的微针应用于跟腱病大鼠模型，证明了该策略可显著减少跟腱病的炎性增生，促进一型胶原Col1a的表达，同时降低三型胶原Col3、基质金属蛋白酶MMP3、MMP13的表达，改善胶原结构，促进损伤修复。
装载“智能”马达驱动外泌体的微针促进跟腱病的治疗
4）探索治病的机制：该策略可促进跟腱细胞增殖，降低炎性标志物IL-1β、iNOS、CXCL等的表达，增加Mkx和Tnmd的mRNA水平，调控干细胞向正常的跟腱细胞分化。
由此可见，装载“智能”纳米马达驱动外泌体的微针相较传统的治疗方式具备明显的优势，同时具备制作简单、靶向性好、精准度高且治疗过程可控易行等特点，其整体理念不仅仅在末端病中得到体现，也可在其他相关的生物医学领域发挥作用，具有广泛的应用前景。
论文DOI:10./acsnano.1c
作者:刘岸龙
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