De overexpressie van reactieve zuurstof- en stikstofsoorten (RONS) is nauw verbonden met het ontstaan ​​en de progressie van diverse chronische ziekten, zoals kanker, de ziekte van Alzheimer en chronische diabeteszweren. Waterstoftherapie, als een opkomende en veelbelovende therapeutische aanpak voor algemene doeleinden, maakt normaal gesproken gebruik van moleculaire H₂ om RONS selectief te elimineren en de intracellulaire redoxhomeostase te behouden, waardoor gerelateerde chronische ziekten worden behandeld.

De meer bioreduceerbare atomaire waterstof zal naar verwachting een breed spectrum RONS-afvangvermogen bieden dat superieur is aan dat van conventionele H₂ . De ontwikkeling van een geavanceerd waterstoftherapeutisch platform dat voldoende atomaire waterstoflading, controleerbare afgifte en biologische afbreekbaarheid combineert, blijft echter een gigantische technologische uitdaging.

Om dit probleem aan te pakken heeft een team onder leiding van prof. Jun Jiang en prof. Yucai Wang van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China (USTC) onlangs met succes zeer reduceerbare atomaire waterstof geïntroduceerd in de WO₃ rooster met behulp van een elektron-proton co-dopingstrategie, waarmee voor het eerst wordt aangetoond dat atomaire waterstof een breed spectrum aan RONS elimineert dan conventionele H₂ kan niet.

Verder de wolfraambronsfase H_0,53 WO₃ (HWO) bleek een zeer wenselijke drager voor atomaire waterstof te zijn, met opmerkelijke kenmerken, waaronder waterstofopslag met hoge capaciteit, regelbare waterstofafgifte en op pH reagerende biologische afbreekbaarheid. In een diabetisch wondmodel hermodelleerde de atomaire waterstof de micro-omgeving van de diabetische wond en verlichtte ontstekingen, wat op zijn beurt de afzetting van collageen en angiogenese bevorderde, waardoor de chronische wondgenezing effectief werd versneld.

"Vanuit het perspectief van de thermodynamica en chemische kinetiek is atomaire waterstof veel reactiever dan moleculaire H₂ , terwijl de opslag en het gebruik ervan uiterst lastig zijn. Dankzij de elektron-proton co-dopingstrategie hebben we de afzetting van atomair waterstof in metaaloxiden onder milde omstandigheden gerealiseerd”, aldus prof. Jun Jiang.

"In bredere zin is de basiscategorie van waterstoftherapeutische materialen niet langer beperkt tot de algemeen actieve metalen/niet-metalen of hun hydriden. Waterstofsoorten in meer fysieke vormen zijn beschikbaar als efficiënte RONS-wegvangers om een ​​positieve rol te spelen in waterstof- gecentreerde therapeutische strategieën."

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift National Science Review .

Meer informatie: Man Luo et al, Atomaire waterstof in vaste toestand als breedspectrum RONS-scavenger voor versnelde diabetische wondgenezing, National Science Review (2023). DOI:10.1093/nsr/nwad269

Aangeboden door Science China Press