本文主要介绍2016年12月发表在Nanomedicine:Nanotechnology, Biology, and Medicine上的一篇文章，题目为Sustained relief of pain from osteosynthesis surgeryof rib fracture by using biodegradable lidocaine-eluting nanofibrous membranes（可生物降解的利多卡因洗脱纳米纤维膜能够缓解肋骨骨折接骨术中的疼痛）。
期刊介绍：
Nanomedicine:Nanotechnology, Biology, and Medicine
IF=5.72
出版周期：双月刊
出版：杂志由Elsevier出版或管理。
审稿速度：平均4.6个月的审稿周期
偏重的研究方向：医学研究与实验；纳米医学；纳米；PDT；纳米药物；纳米技术。
官方网址：http://www.nanomedjournal.com/
投稿须知：https://www.elsevier.com/journals/nanomedicine-nanotechnology-biology-and-medicine/1549-9634/guide-for-authors
研究背景：
外科手术术后疼痛严重，难以忍受。特别是骨科手术被认为是“最痛苦的手术”，因为围手术期的疼痛伴随着他们。术后用药是围手术期疼痛治疗的重要环节。然而，阿片类药物的副作用，如恶心、呕吐、便秘、嗜睡和对阿片类药物的耐受性降低。因此，在围手术期多模式的疼痛管理能更好控制术后质量和促进早期功能恢复。
近年来，生物降解材料在药物输送和纳米医学中的临床应用是非常有意义的。生物降解材料作为药物载体显示出最大的优势控释药物，这代表安全性。此外，载体可以在预期的时间范围内自然地降解成无毒材料。各种类型的药物可以通过可生物降解的材料运输，如抗生素，免疫抑制剂，骨生长因子和局部止痛剂。同时，用于增强骨形成的纳米医药正在开发中。创伤后，骨折骨的骨膜可能受损，纳米纤维在骨折骨上的应用可作为成骨支架。
研究亮点：
在这项初步研究中，我们的假设是提供一种新的围手术期疼痛预防方法。本文提出了一种新型的利多卡因生物降解复合材料，在矫形外科手术后局部应用镇痛药物以预防疼痛的方法。对利用可生物降解的利多卡因洗脱聚D，L-乳酸-羟基乙酸（PLGA）包绕骨肋，同时用聚ε-己内酯（PCL）扎带固定肋骨的兔子进行研究。此外，本文还介绍了一种新的家兔疼痛评估方法。
研究方法：
（1）本研究中使用了24只三月龄的新西兰白兔，体重2200至2500克。将兔随机分为对照组（n= 6），聚ε-己内酯（PCL）扎带固定组（PCL组，n= 6），PCL扎带固定和聚D，L-乳酸-羟基乙酸（PLGA）/利多卡因纳米纤维膜组（PCL-PLGA/利多卡因组，n= 6）。对照组不做手术。在剩下的两个组的肋骨是由只使用PCL扎带固定器固定（PCL组）或PCL扎带固定PLGA-II利多卡因纳米纤维膜（PCL-PLGA/利多卡因组）（图1，A和B）。
图1.（A）在PCL组，骨折的肋骨由PCL扎带固定。（B）在PCL-PLGA/利多卡因组，骨折的肋骨由PLGA/利多卡因纳米纤维膜覆盖，再用PCL扎带固定。
（2）一种新的疼痛评估工具：建立了一个100厘米×100厘米×100厘米的动物生物活性笼（ABC）。然后将ABC分为3×3格，编号从1到9（图2）。每个网格上方的电传感器连接计算机，当兔子通过时，可以自动感测和记录每次运动。食物被放置在第4号格子和水放置第6号格子。在评估过程中，ABC位于隔离房间，没有人走动。保持恒定的温度，压力和湿度。每24小时记录食物和水的消耗量以及兔子的体重。六天后，将实验兔转移到普通笼子进行日常护理。
图2.动物生物活性笼（ABC）
研究思路：
实验结果：
（1）图3显示了PLGA/利多卡因纳米纤维膜的SEM图像，放大倍数为5000倍。纺丝纳米纤维膜的直径范围为40〜430 nm，孔隙率高。
图3. PLGA /利多卡因纳米纤维膜的扫描电镜照片
（2）PLGA/利多卡因纳米纤维膜的利多卡因释放曲线如图4所示。实验膜分为三组：9-1（PLGA：利多卡因=9：1），（PLGA：利多卡因=7：3），和5-5（PLGA：利多卡因=5：5）。
图4. PLGA /利多卡因纳米纤维膜的利多卡因释放曲线。（A）累计释放情况（B）每日发布情况
（3）图4表明PLGA：利多卡因=7：3表现出令人满意的药物洗脱曲线，因此选择作为围手术期疼痛治疗的体内实验。对照组，PCL组和PCL-PLGA/利多卡因组的体重变化以及术后食物和水消耗量之间的比较及统计学差异如图5所示。
图5.对照组、PCL组和PCL-PLGA/利多卡因组之间体重变化，食物和水分消耗量的比较。（A）体重变化。（B）食物消耗量。（C）水消耗量。†对照组和PCL组之间的统计差异。‡对照组和PCL-PLGA/利多卡因组之间的统计差异。*PCL和PCL-PLGA/利多卡因组之间的统计差异。
（4）ABC中每个格子的传感器记录兔子的运动。在6天的ABC观察期间，三组中有相似的活动趋势。术后1天、2天、6天内PCL组与PCL-PLGA/利多卡因组的总计数之间有统计学差异（第1天，P< 0.01；第2、6天，P< 0.05；非参数t检验）；在总的6天研究期间，对照组与PCL-利多卡因组之间无统计学差异；PCL与PCL-利多卡因组总计数差异有统计学意义（P=0.003，非参数t检验）。（图6）
图6.（A）每个晶格中对照组，PCL组和PCL-PLGA/利多卡因组6天传感器记录之间的比较。（B）9个晶格中的对照组，PCL和PCL-PLGA/利多卡因组ABC传感器记录。*统计差异
（5）随访微CT检查显示，PCL与PCL-利多卡因组两组骨折均愈合。此外，还显示出良好的骨连续性和骨痂。（图7，A）。PCL-PLGA/利多卡因纳米纤维膜固定的肋骨与仅PCL扎带固定器的肋骨相比，显示出更多的组织反应和对周围组织的粘附。组织学检查显示PCL-PLGA/利多卡因组中炎症细胞数量明显增多（图7，B）。将兔子安乐死后，将目标肋骨标本进行大量组织学检查发现所有骨折均达到愈合（图8）。
图7.（A）三维计算机断层扫描重建显示良好的肋骨连性和骨痂。（B）组织学显示PCL-PLGA/利多卡因组样本中的炎症细胞较PCL组明显增多。
图8.检查肋骨的总体图。扎带固定器周围存在组织反应和粘附（左）。去除粘合组织后，标本显示一截骨肋形成良好愈伤组织（右）。
研究缺陷：
（1）监测实验兔子的生理指标，如进行组织取样可能会会吓倒这些动物，从而干扰的结果。
（2）虽然兔子的所有截骨术是一致的，但本研究未评估PLGA/利多卡因膜对成骨细胞和破骨细胞的相对影响。
研究结论：
（1）目前的研究引入了一种新的可生物降解PLGA/利多卡因纳米纤维膜，用于矫形手术中的围手术期疼痛控制。在体外，该纳米纤维膜的洗脱曲线揭示利多卡因的高浓度和持续释放的独特特征。在体内，矫形手术后具有该可生物降解膜的兔子比没有膜的兔子恢复得更快。未来的工作将强调可生物降解膜的不同临床应用。
（2）目前的研究提出了一个新的工具：动物生物活性笼（ABC）。我们认为ABC是一种可行且可靠的目标工具，用于评估兔子在特定程序后的病理学特征。