用于心梗治疗的可注射载药水凝胶的设计和表征

作     者：刘洋 马亚鑫 应湫湫 郑慧琳 张蕾 Liu Yang;Ma Yaxin;Ying Qiuqiu;Zheng Huilin;Zhang Lei

作者机构：浙江科技学院生物与化学工程学院杭州310000 

基　　金：浙江省重点研发计划(2021C03145) 

出 版 物：《中国生物医学工程学报》 (Chinese Journal of Biomedical Engineering)

年 卷 期：2023年第42卷第3期

页      码：336-344页

摘      要：阻止心脏纤维化是增强心脏功能的主要策略。本研究主要针对心梗部位组织再生困难、纤维蛋白沉积迅速等难题,设计并研制可抑制纤维化的心肌细胞外基质(ECM)和强力霉素复合水凝胶材料。将猪心经过SDS、TritonX-100溶液处理去除细胞内物质,再用胃蛋白酶将其溶解并加入载有54.63~89.27μg/mg强力霉素的丝素蛋白微囊,混合溶液在37℃环境中自发地形成水凝胶;使用扫描电镜观察复合水凝胶微和丝素蛋白微囊的结构,通过体外降解、药物缓释和心脏成纤维细胞培养实验来检测复合水凝胶治疗的可行性;最后对心梗大鼠进行体内治疗(n=9),并通过分析梗死面积和血流动力学变化来模拟临床治疗效果。结果显示,复合水凝胶具有密集的孔隙结构,相较于单独的载药微囊,直径1~3μm的多孔丝素蛋白微囊均匀分布在水凝胶中,不仅实现了药物缓释,还显著延长了水凝胶的降解时间。在复合水凝胶中9 d缓释了总载药量的13%,减少了成纤维细胞胶原沉积量。在大鼠体内治疗研究中复合水凝胶抑制了心脏纤维化,显著减小了心梗面积。经过4周治疗,心梗大鼠的LVSP和(dp/dt)max较于对照组的(73.52±4.24)mmHg和(1020.96±100.68)mmHg/s提高到(116.67±3.50)mmHg和(2359.24±133.06)mmHg/s,且均有显著性差异(P<0.01),表明心脏泵血能力增强。该复合水凝胶具有良好的生物相容性和缓释功能,以及抑制纤维化和增强心脏功能的能力,有望在临床治疗中发挥作用。

主 题 词：细胞外基质水凝胶 天然生物材料 载药丝蛋白微囊 缓释系统 心脏修复 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 0836[0836] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.0258-8021.2023.03.010

馆 藏 号：203122444...