论文部分内容阅读
目的:角膜疾病是仅次于白内障的全球第二大致盲性眼病。角膜移植是恢复视功能最常见的手术方式。全世界需要通过角膜移植进行视力恢复的患者超过1000万。虽然角膜具有免疫豁免特性,移植成功率显著高于其他器官和组织,但移植排斥反应仍然是人类同种异体角膜移植失败的主要原因。他克莫司(FK506)是一种免疫抑制剂,广泛用于抑制器官移植后的排斥反应。但是FK506分子量大、高疏水性和容易异构化等特性导致其作为常规滴眼液时生物利用度低,限制了其在眼睛局部使用的治疗效果。本研究旨在构建一种能够高效负载FK506的眼部给药系统,提高FK506眼部生物利用度,增强抑制角膜移植排斥效果。
方法:通过聚赖氨酸侧链氨基诱导γ-苄基-L-谷氨酸-N-环内酸酐开环聚合,形成以聚赖氨酸链为骨架,含多条疏水聚谷氨酸苄酯侧链的聚合物。利用核磁共振氢谱(1H-NMR)分析聚合物分子结构,扫描电子显微镜(SEM)观察聚合物形貌特征。超声辅助下,多疏水侧链聚合物与亲水性的甲氧基聚乙二醇-聚谷氨酸嵌段共聚物(PEG-PGA)通过电荷驱动自组装形成多疏水核心纳米粒(NPs)。应用纳米粒度分析仪测定NPs分散于水中后的粒径、多分散指数(PDI)、Zeta电位和检出率,以优化实验参数,选择更稳定、更有利于细胞摄取和组织渗透的NPs配方。CCK-8法检测NPs在体外对成纤维细胞(L929)和角膜上皮细胞(HCE-2)的毒性。体内安全性评价是将NPs溶液以一天三次的频率滴于大鼠眼表,持续25天后,通过裂隙灯和组织学检查评估NPs的眼部毒性。FK506与NPs通过疏水相互作用能够形成多疏水核心载FK506纳米粒(FK506-NPs),测定其载药量、包封率和体外FK506释放规律。通过体外细胞药物摄取、兔眼表药物滞留、离体和在体兔角膜药物渗透实验,评价FK506混悬液、商品化FK506滴眼液和FK506-NPs溶液克服眼表屏障的能力。最后建立大鼠同种异体角膜移植模型,评估FK506-NPs作为滴眼液使用对排斥反应的抑制效果。实验分为三组,生理盐水组、商品化FK506滴眼液组和FK506-NPs组。给药频率为一天三次,持续至观察终点,即移植失败或术后第24天。术后每隔一天利用裂隙灯评估角膜植片状态,至观察终点时处死大鼠取眼球进行组织学检查。
结果:1H-NMR和SEM的结果均表明已成功制备多疏水核心载体。多疏水核心载体和PEG-PGA自组装的最佳质量比为1∶0.5,此时NPs的粒径为(126.5±7.4)nm,PDI为0.271±0.040,Zeta电位为(-21.79±0.87)mV。NPs的细胞毒性低,眼部生物相容性良好。FK506-NPs载药量高达17%且包封率能够保持79%以上。体外FK506释放曲线显示,NPs对FK506有很强增溶效果,同时FK506-NPs表现出较好的缓释特性。与FK506混悬液和商品化FK506滴眼液相比,FK506-NPs能够明显促进角膜上皮细胞对FK506的摄取、增强FK506的角膜渗透和眼表滞留。在抑制大鼠同种异体角膜移植排斥反应的疗效评估中,与生理盐水和商品化FK506滴眼液组相比,FK506-NPs组大鼠角膜排斥反应最轻,角膜植片的存活率最高,植片存活时间最长。
结论:成功制备的多疏水核心纳米粒尺寸小、生物相容性良好,能够高效负载FK506,兼具FK506增溶和缓释作用,通过增加K506细胞摄取、角膜渗透和眼表滞留,克服眼表屏障,显著提高FK506的眼部生物利用度和对角膜移植排斥反应的抑制效果。
方法:通过聚赖氨酸侧链氨基诱导γ-苄基-L-谷氨酸-N-环内酸酐开环聚合,形成以聚赖氨酸链为骨架,含多条疏水聚谷氨酸苄酯侧链的聚合物。利用核磁共振氢谱(1H-NMR)分析聚合物分子结构,扫描电子显微镜(SEM)观察聚合物形貌特征。超声辅助下,多疏水侧链聚合物与亲水性的甲氧基聚乙二醇-聚谷氨酸嵌段共聚物(PEG-PGA)通过电荷驱动自组装形成多疏水核心纳米粒(NPs)。应用纳米粒度分析仪测定NPs分散于水中后的粒径、多分散指数(PDI)、Zeta电位和检出率,以优化实验参数,选择更稳定、更有利于细胞摄取和组织渗透的NPs配方。CCK-8法检测NPs在体外对成纤维细胞(L929)和角膜上皮细胞(HCE-2)的毒性。体内安全性评价是将NPs溶液以一天三次的频率滴于大鼠眼表,持续25天后,通过裂隙灯和组织学检查评估NPs的眼部毒性。FK506与NPs通过疏水相互作用能够形成多疏水核心载FK506纳米粒(FK506-NPs),测定其载药量、包封率和体外FK506释放规律。通过体外细胞药物摄取、兔眼表药物滞留、离体和在体兔角膜药物渗透实验,评价FK506混悬液、商品化FK506滴眼液和FK506-NPs溶液克服眼表屏障的能力。最后建立大鼠同种异体角膜移植模型,评估FK506-NPs作为滴眼液使用对排斥反应的抑制效果。实验分为三组,生理盐水组、商品化FK506滴眼液组和FK506-NPs组。给药频率为一天三次,持续至观察终点,即移植失败或术后第24天。术后每隔一天利用裂隙灯评估角膜植片状态,至观察终点时处死大鼠取眼球进行组织学检查。
结果:1H-NMR和SEM的结果均表明已成功制备多疏水核心载体。多疏水核心载体和PEG-PGA自组装的最佳质量比为1∶0.5,此时NPs的粒径为(126.5±7.4)nm,PDI为0.271±0.040,Zeta电位为(-21.79±0.87)mV。NPs的细胞毒性低,眼部生物相容性良好。FK506-NPs载药量高达17%且包封率能够保持79%以上。体外FK506释放曲线显示,NPs对FK506有很强增溶效果,同时FK506-NPs表现出较好的缓释特性。与FK506混悬液和商品化FK506滴眼液相比,FK506-NPs能够明显促进角膜上皮细胞对FK506的摄取、增强FK506的角膜渗透和眼表滞留。在抑制大鼠同种异体角膜移植排斥反应的疗效评估中,与生理盐水和商品化FK506滴眼液组相比,FK506-NPs组大鼠角膜排斥反应最轻,角膜植片的存活率最高,植片存活时间最长。
结论:成功制备的多疏水核心纳米粒尺寸小、生物相容性良好,能够高效负载FK506,兼具FK506增溶和缓释作用,通过增加K506细胞摄取、角膜渗透和眼表滞留,克服眼表屏障,显著提高FK506的眼部生物利用度和对角膜移植排斥反应的抑制效果。