论文部分内容阅读
世界范围内,脑卒中是致死致残的主要原因之一。在我国,全国死因回顾抽样调查发现脑卒中位居死亡原因的第一位,具有高发病率、高死亡率、高致残率及经济负担重的特点。目前,缺血性脑卒中约占卒中的80%,但其治疗手段十分局限,重组组织纤溶酶原激活剂(recombinant tissue plasminogen activator,rtPA)是美国食品及药物管理局唯一审批通过用于缺血性脑卒中急性期溶栓治疗的药物。静脉应用rtPA进行全身性溶栓治疗仍是提高急性缺血性脑卒中患者疗效的唯一有效治疗方法,其能改善急性缺血性脑卒中患者的临床预后。但rtPA的临床应用严重受限于其治疗时间窗。一般认为,急性缺血性脑卒中3小时内静脉注射rtPA比较安全。尽管欧洲药品管理局已经批准将rtPA用于治疗3-4.5h内的急性缺血性脑卒中,但相关临床研究发现,3-4.5小时内注射会增加颅内出血率。此外,rtPA溶栓疗法仅对部分患者有效,血管再通后,仍有较高的再梗塞风险。因此,脑血栓治疗迫切需要提高rtPA溶栓效果以及安全性。 提高rtPA对纤维蛋白的亲和力、延长其半衰期以及与其他药物联合治疗是提高rtPA溶栓效果以及安全性的主要手段。近年来,纳米材料在医学领域得到前所未有的运用。纳米药物作为一种新型的制剂有一般药物无法比拟的优势。首先,纳米粒子可以装载治疗药物、诊断性药物,并且表面可连接各种生物活性分子;其次,纳米粒子有丰富的表面积,可用于连接数量可观的生物活性分子。磁性纳米颗粒(magnetic nanoparticle,MNP)因为形状、表面特性和电性等方面的有利特征,在药物载体方面具有广泛运用价值。磁性纳米材料合成的药物载体一般以超磁性的氧化铁作为核,包被亲水性聚合物作为表层外壳。表面化合物携带的基团有利于结合蛋白、抑制聚集和增加药物的稳定性。磁性纳米材料作为药物载体在磁场作用下还可靶向运载药物到特定部位,在旋转磁场中能自身不停转动产生机械摩擦力。因此,借助磁性纳米材料携带rtPA可靶向性运输至血栓部位,同时依靠旋转磁场产生的机械力可促进血栓纤维蛋白原降解,使rtPA进一步进入血栓增加结合位点产生药物浓聚效应,从而减少rtPA用量,提高rtPA的溶栓效应及安全性。 本研究旨在构建聚丙烯酸(polyacrylic acid,PAA)包被的磁性纳米材料共价结合rtPA形成靶向溶栓载药系统,并评价其在体外、体内的溶栓效果,为rtPA的临床应用开辟新的途径。 本文第一部分为纳米材料载药系统的构建。通过化学共沉淀法制备四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米材料,将PAA包被于纳米材料表面。将纳米材料表面羧基活化后加入rtPA,通过EDC/NHSS法将rtPA共价结合于纳米材料表面形成MNP-rtPA。用傅里叶红外光谱仪(FTIR))检测合成物表面基团特性。通过检测蛋白浓度计算rtPA结合效率。结果表明:FTIR检测Fe3O4MNP、PAA和MNP-PAA,PAA的峰值1698 cm-1代表C=0基团,而PAA-MNP具有相似的峰值。平均每毫克纳米材料可共价结合80.7±1.5μg rtPA。 本文第二部分为MNP-rtPA在体外、体内的溶栓特性研究。用大鼠血清、凝血酶、氯化钙制备体外血栓,构建体外磁场,将制备的体外血栓置于磁场中,加入游离rtPA、MNP、MNP-rtPA等,计算血栓溶解的百分比。用氯化铁诱导小鼠脑血栓模型,24只C57/BL6小鼠随机分成4组,分别尾静脉置管注射生理盐水、MNP、游离rtPA和MNP-rtPA,同时置于旋转磁场中90min,24h后行TTC染色观察脑梗死体积。结果表明:游离rtPA体外溶解血栓的最佳浓度为100μg/ml,最佳反应时间是90min。在体外溶栓时,游离rtPA中加入不同浓度MNP,在旋转磁场作用下可增强溶栓效率1.32倍(1mg/ml)、1.32倍(5mg/ml)和1.97倍(25mg/ml)。MNP-rtPA在不旋转磁场中,溶栓效率小于游离rtPA组(27.3±1.3%VS31.6±1.4%);但在旋转磁场中,溶栓效率大于游离rtPA组(42.8±2.8% VS32.2±2.0%)。在小鼠脑血栓模型中,生理盐水、MNP、游离rtPA和MNP-rtPA组的脑梗死体积分别为20.09±6.07mm3,18.28±2.69mm3,8.65±3.63mm3和4.40±2.46mm3。 本研究运用磁性纳米材料作为药物载体运输rtPA,用旋转磁场促进rtPA的溶栓效力,发现MNP-rtPA可以促进血栓溶解,改善脑血流供应,减少脑梗死体积。纳米材料给药系统的成功构建,为脑血栓治疗提供了新的途径。