论文部分内容阅读
前期研究通过原位注射载铁离子螯合剂的角蛋白(Kerateine,KTN)凝胶发现其可清除损伤区域铁离子,降低脑损伤。但KTN凝胶的可注射性不令人满意,其会影响脑出血的使用和治疗效果。本文通过巯基点击反应合成了温敏性角蛋白凝胶(Thermosensitive Keratin Gel,TKG)以提高其可注射性、使用便捷性和患者顺从性,并且TKG由于溶胶-凝胶转变,对于不规则血肿空腔填充具有更好的适应性,从而有望提高铁离子的吸附效果,进一步降低脑出血术后继发性脑损伤,提高其手术预后。本文的具体研究内容如下:(1)采用巯基点击反应合成TKG。通过调控KTN和单体N-异丙基丙烯酰胺(Nisopropylacrylamide,NIPAm)的比例合成四种不同接枝率的TKG(TKG1,TKG2,TKG3和TKG4)。傅里叶转换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FT-IR)和核磁共振氢谱(H-Nuclear Magnetic Resonance,HNMR)结果显示KTN与聚N-异丙基丙烯酰胺(Poly(N-isopropylacrylamide),PNIPAm)接枝成功;凝胶化研究和差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimeter,DSC)结果显示该凝胶具有温敏性能,相转变温度大约在31oC;同时流变学研究显示不同接枝率的TKG其粘弹性不同,其中TKG3的弹性模量约为450 Pa,与脑组织力学性能相似;此外,扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)显示出合成的TKG呈现出相互连通的三维多孔结构,不规则空腔填充实验表明TKG与KTN凝胶相比具有更优的空腔填充适应性。(2)研究了不同接枝率的TKG体外清除铁离子效果和药物释放性能。结果显示TKG对人工脑脊液中的铁离子有较好的吸附性能。在前10 min内TKG3显示出较好的铁离子吸附效果;吸附率达到了7.43±0.37 mg/g,此时人工脑脊液中的铁离子浓度下降至52.59±2.61?g/mL,清除率达到了52.19±2.37%。在10 min~210min之间,凝胶的吸附速率变得缓慢,在210 min时几乎达到了最大值,继而铁离子吸附基本达到平衡。体外药物释放结果显示TKG具有良好的药物缓释效果,甲磺酸去铁胺(Deferoxamine Mesylate,DFO)在24 h内释放率达到约85%。(3)采用注入自体血诱导出血的方式建立斯普拉-道来氏(Sprague-Dawley,SD)大鼠脑出血模型,通过考察铁沉积、活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)含量、脑水肿等指标来评价载DFO的TKG治疗铁离子超载的效果。结果显示脑出血后能诱发铁沉积和非血红素铁含量的增加,通过腹腔注射给药和TKG载药原位注射的方式给药均能降低铁离子沉积;而原位载药凝胶组显示出更强的铁超载清除效果,并且原位给药组的用药量更少,有望降低药物的毒副作用;通过测定脑组织的ROS荧光强度和脑水含量发现原位凝胶组能更好地降低脑组织ROS和脑水肿含量。(4)通过向SD大鼠脑内注射TKG考察凝胶的生物相容性以及生物可降解性。结果显示TKG在脑内植入4周后降解率达到了85%,在实验周期内未发现急性毒性,炎症因子水平也未出现明显上升。组织器官切片染色观察,未发现明显的病理变化,说明TKG在脑内具有良好的降解性和生物相容性。综上所述,TKG与KTN凝胶相比具有更强的可注射性、铁离子清除作用、不规则空腔适应性以及良好的体内降解性和生物相容性有望进一步提高脑出血手术预后。