细菌驱动载药微管的构建和溶栓治疗

发布时间：2020-08-18 20:00

【摘要】：除了癌症外,急性心肌梗死、中风、深静脉血栓形成和肺栓塞、动脉粥样硬化等症状逐渐成为了发病和死亡的主要原因,而血栓的形成是诱发这些疾病的关键事件,因此,抗血栓药物的开发是受到了极大关注。抗血栓药物可分为抗凝药物和溶栓药物,传统上,抗凝药物一直被认为是用于预防血栓,因为其仅仅是抑制血栓的生长,对已经形成的血栓没有疗效。而溶栓药物可以有效地溶解已经形成的血栓,比抗凝药物具有更好的血栓治疗效果,但也伴随着更大的出血副作用。因此,在治疗血栓的同时,如何降低副作用,这在临床上具有重要的研究意义。本文通过静电纺丝技术技术能制备了直径约为0.9μm的苯乙烯-马来酸酐共聚物(PSMA)纤维,然后以纤维为模板,沉积聚多巴胺(PDA)层,并在PDA层中混入尿激酶(uPA)和盐藻多糖(Fu),得到~(Fu)PDA_(uPA)@PSMA纤维,然后利用冰冻切片技术制备了长约为2μm的短纤维,溶解芯层得到Fu功能化的载uPA微管(~(Fu)MT_(uPA))。将Escherichia coli Nissle 1917(EcN)载入~(Fu)MT_(uPA)后,构建了以Fu为靶向基团、能自主运动的靶向载药微管(EcN@~(Fu)MT_(uPA)),其平均速度约为7.6μm/s。体外uPA释放结果表明,EcN@MT_(uPA)和EcN@~(Fu)MT_(uPA)具有缓慢的释放速度,在20 h分别具有累计释放了81.0%和80.0%的药物量。体外靶向实验结果表明,EcN@~(Fu)MT_(uPA)具有最优的靶向效果。体外血栓渗透实验结果表明,EcN@MT_(uPA)在溶栓后,能够进一步运动到血栓内部,血块溶解量高于非运动的MT_(uPA)。在体外溶栓实验中,EcN@~(Fu)MT_(uPA)在靶向血块后缓慢释放uPA,使得血块周围的uPA浓度不断提高,同时还能进一步运动到内部促进血块溶解。药动学分析结果表明,将uPA载入微管后,可以延长uPA的半衰期。体内药物分布结果表明,EcN@~(Fu)MT_(uPA)在血栓处具有最高的滞留量,而体内细菌分布结果则显示出EcN@~(Fu)MT_(uPA)在血栓部位的细菌含量是EcN@MT_(uPA)组的三倍以上,进一步说明EcN@~(Fu)MT_(uPA)能够有效靶向血栓。体内溶栓结果表明,EcN@~(Fu)MT_(uPA)具有最好的溶栓效果,uPA药量减半的EcN@~(Fu)MT_(uPA)(1/2)在10 h的治疗过程中,其溶栓效果也高于自由的uPA,这进一步证明了载药微管在运动性和靶向性双重结合下能有效促进血栓的溶解。体内出血实验结果表明,自由的uPA增加了出血时间,而载药微管则与正常组相差不大。通过进行血常规和血生化检测来评估体内毒性,结果表明,载药微管并没有产生明显的毒性影响。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R943;TQ460.4
【图文】：

图 2-1 PSMA 纤维（a）、FuPDAuPA@PSMA 纤维（b）、FuMTuPA（c）和 EcN@FuMTuPA（d）的 SEM 图像；FuMTuPA（e）和 EcN@FuMTuPA（f）的 CLSM 图像表 2-1 PSMA 纤维、FuPDAuPA@PSMA 纤维、FuMTuPA和 EcN@FuMTuPA的尺寸参数Sample Length（μm） Diameter（μm）Wall thickness（nm）PSMA / 0.9 ±0.1 /FuPDAuPA@PSMA / 1.2 ±0.1 /FuMTuPA2.1 ±0.2 1.3 ±0.2 110.3 ±10.6EcN@FuMTuPA2.1 ±0.1 1.1 ±0.1 112.7 ±12.6

西南交通大学硕士研究生学位论文第 21 页说明通过静电纺丝技术制备的纤维直径均一。当 PDA 在 PSMA 纤维表面沉积 10 h 后，MT 和 EcN@MT 的单层涂层厚度分别为 110.3 ±10.6 和 112.7 ±12.6 nm。与层层自组装技术相比，聚多巴胺在基底材料上可一次成膜，不需要反复沉积涂层，操作更简便。2.2.2 EcN@FuMTuPA的运动行为图 2-2a 所示为 EcN 和 EcN@FuMTuPA运动 4 s 后的轨迹曲线，游离的 EcN 表现出趋于直线运动的轨迹，而 EcN@FuMTuPA显示出随机的螺旋运动轨迹，因为 EcN 载入微管后，鞭毛的运动受到微管的限制，阻碍了 EcN 定向运动的能力，表现出任意的方向性。图 2-2b 所示为 EcN 和 EcN@FuMTuPA的 MSD 曲线，自由 EcN 具有最大的 MSD，其平均速度约为 10.4 μm/s，当 EcN 钻入微管后，EcN 的鞭毛运动不仅被限制，而且增加了微管的重量，导致 EcN@FuMTuPA运动速度下降，其平均速度约为 7.6 μm/s。

图 2-3 EcN@MTuPA和 EcN@FuMTuPA的 uPA 释放行为静电纺丝技术和冰冻切片技术制备了尺寸均一的载 uPAEcN 载入微管后，构建细菌驱动的微管 EcN@FuM的运动行为，其平均速度约为 7.6 μm/s。H=7.4 的 PBS 中考察了 EcN@MTuPA和 EcN@FuMTuPA的TuPA和FuMTuPA具有缓慢的释放行为，两者相差不大，。

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