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研究目的:
视网膜疾病如年龄相关性黄斑变性(AMD)的出现已被证明与眼睛中活性氧(ROS)的产生有关,而氧化铈纳米粒子已经被证明可以作为有效的氧自由基清除剂[1],但目前尚缺乏系统性地研究氧化铈纳米颗粒作为药物的生物安全性。本研究将已合成的3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化铈纳米颗粒(CeNPs)作为药物,分别以2种不同浓度(42.5μg/mL、170μg/mL)对SD大鼠行玻璃体腔注药,从而系统的评估3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化铈纳米颗粒(CeNPs)的生物安全性,为氧化铈纳米颗粒(CeNPs)在眼部应用提供必要的生物安全性检测。
研究方法:
本研究对已合成的3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化纳米颗粒(CeNPs)进行粒径及电位等表征的测定。细胞水平,采用四唑盐(MTT)比色法检测3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化纳米颗粒(CeNPs)在人视网膜色素上皮细胞(ARPE-19)及小鼠成纤维细胞(L929)的细胞毒性。动物水平,将3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化铈纳米颗粒作为药物对SD大鼠行玻璃体腔注药术,分别于术后第1天、第7天、第14天及第21天对大鼠行眼底照相、光学相干断层扫描(OCT)及视网膜电图(ERG)等检查,并于第21天取大鼠眼球进行病理组织切片染色观察大鼠视网膜组织结构,从而评估3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化纳米颗粒(CeNPs)的生物相容性。
研究结果:
本研究将已合成的3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化纳米颗粒(CeNPs)在高分辨率透射电镜下均为单一、近似球形。
四唑盐(MTT)比色法实验提示加入3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化铈纳米颗粒(CeNPs)从10μg/mL至100μg/mL不同浓度人视网膜色素上皮细胞(ARPE-19)及小鼠成纤维细胞(L929)24h后的存活率均大80%,从而证明3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化纳米颗粒(CeNPs)对人视网膜色素上皮细胞(ARPE-19)及小鼠成纤维细胞(L929)具有低细胞毒性。动物实验,实验组将3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化铈纳米颗粒(CeNPs)分别以2种不同浓度(42.5μg/mL、170μg/mL)对SD大鼠行玻璃体腔注药,对照组将磷酸缓冲盐溶液(PBS),眼底照相在术后第1天观察到明显的视网膜血管的迂曲及形态异常,在之后的21天的观察中,视网膜血管的迂曲及形态异常呈现逐渐减轻及恢复的过程。光学相干断层扫描(OCT)在术后第1天可见视网膜表面的类似炎症物质的渗出,在之后的21天中视网膜表面的这种类似炎症物质的渗出的量呈现逐渐减少的过程,并且通过对视网膜的厚度进行了统计学分析发现:实验组及对照组视网膜厚度未见明显统计学差异。视网膜电图(ERG),通过对视网膜电图(ERG)b波的比值(实验组/对照组)进行了统计学分析:实验组及对照组未见明显统计学差异。苏木精-伊红染色法(HE染色),实验组及对照组视网膜各层形态均完整。
研究结论:
3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化铈纳米颗粒(CeNPs)作为药物行玻璃体腔注药术后的生物安全性良好,且不同尺寸对其生物安全性影响较低。我们测定的不同浓度(42.5μg/mL、170μg/mL)的氧化铈纳米颗粒(CeNPs)对其生物安全性影响较低。该实验为氧化铈纳米颗(CeNPs)用于涉及抗氧化应激的视网膜疾病的治疗提供生物安全性基础。
视网膜疾病如年龄相关性黄斑变性(AMD)的出现已被证明与眼睛中活性氧(ROS)的产生有关,而氧化铈纳米粒子已经被证明可以作为有效的氧自由基清除剂[1],但目前尚缺乏系统性地研究氧化铈纳米颗粒作为药物的生物安全性。本研究将已合成的3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化铈纳米颗粒(CeNPs)作为药物,分别以2种不同浓度(42.5μg/mL、170μg/mL)对SD大鼠行玻璃体腔注药,从而系统的评估3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化铈纳米颗粒(CeNPs)的生物安全性,为氧化铈纳米颗粒(CeNPs)在眼部应用提供必要的生物安全性检测。
研究方法:
本研究对已合成的3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化纳米颗粒(CeNPs)进行粒径及电位等表征的测定。细胞水平,采用四唑盐(MTT)比色法检测3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化纳米颗粒(CeNPs)在人视网膜色素上皮细胞(ARPE-19)及小鼠成纤维细胞(L929)的细胞毒性。动物水平,将3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化铈纳米颗粒作为药物对SD大鼠行玻璃体腔注药术,分别于术后第1天、第7天、第14天及第21天对大鼠行眼底照相、光学相干断层扫描(OCT)及视网膜电图(ERG)等检查,并于第21天取大鼠眼球进行病理组织切片染色观察大鼠视网膜组织结构,从而评估3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化纳米颗粒(CeNPs)的生物相容性。
研究结果:
本研究将已合成的3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化纳米颗粒(CeNPs)在高分辨率透射电镜下均为单一、近似球形。
四唑盐(MTT)比色法实验提示加入3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化铈纳米颗粒(CeNPs)从10μg/mL至100μg/mL不同浓度人视网膜色素上皮细胞(ARPE-19)及小鼠成纤维细胞(L929)24h后的存活率均大80%,从而证明3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化纳米颗粒(CeNPs)对人视网膜色素上皮细胞(ARPE-19)及小鼠成纤维细胞(L929)具有低细胞毒性。动物实验,实验组将3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化铈纳米颗粒(CeNPs)分别以2种不同浓度(42.5μg/mL、170μg/mL)对SD大鼠行玻璃体腔注药,对照组将磷酸缓冲盐溶液(PBS),眼底照相在术后第1天观察到明显的视网膜血管的迂曲及形态异常,在之后的21天的观察中,视网膜血管的迂曲及形态异常呈现逐渐减轻及恢复的过程。光学相干断层扫描(OCT)在术后第1天可见视网膜表面的类似炎症物质的渗出,在之后的21天中视网膜表面的这种类似炎症物质的渗出的量呈现逐渐减少的过程,并且通过对视网膜的厚度进行了统计学分析发现:实验组及对照组视网膜厚度未见明显统计学差异。视网膜电图(ERG),通过对视网膜电图(ERG)b波的比值(实验组/对照组)进行了统计学分析:实验组及对照组未见明显统计学差异。苏木精-伊红染色法(HE染色),实验组及对照组视网膜各层形态均完整。
研究结论:
3种不同大小(3-5nm、20nm、100nm)的氧化铈纳米颗粒(CeNPs)作为药物行玻璃体腔注药术后的生物安全性良好,且不同尺寸对其生物安全性影响较低。我们测定的不同浓度(42.5μg/mL、170μg/mL)的氧化铈纳米颗粒(CeNPs)对其生物安全性影响较低。该实验为氧化铈纳米颗(CeNPs)用于涉及抗氧化应激的视网膜疾病的治疗提供生物安全性基础。