乳液电纺丝双重药物缓释体系对腹部疾病治疗作用的初步研究

发布时间：2020-06-12 00:46

【摘要】：目的随着纳米生物技术的快速发展,纳米药物控制释放体系在疾病的诊疗过程中越来越重要。临床上对于较为常见的腹部疾病,如腹部损伤及腹腔脏器肿瘤等,多采用外科手术处置方法,但往往会引起术后炎症反应及纤维蛋白沉积,造成腹腔粘连的形成,给患者带来极大痛苦。目前,对于腹腔脏器的肿瘤的治疗,仍然主要采用毒副作用显著、操作繁琐的手术治疗结合全身放化疗方法。为更好解决以上难题,本课题提供一种新型治疗体系——“乳液电纺纤维膜双重药物释放体系”,观察其对腹腔术后粘连及各时期肝癌的治疗效果优缺点,为临床治疗新方案提供有效线索。方法本课题通过乳液电纺的方法,制作了两种纤维膜:(1)聚乙二醇-聚乳酸聚乙醇酸(m PEG-b-PLGA)纤维膜,内核负载双氯芬酸钠(DS),外壳搭载十羟基喜树碱(HCPT),且乳液电纺纤维膜经过紫外臭氧处理以增加其生物粘附能力;(2)内核负载绿茶多酚(TP),外壳搭载HCPT的m PEG-b-PLGA乳液电纺纤维膜。体外对纤维膜的表征、降解特性和药物释放特性进行评估。同时,我们构建了三种动物疾病模型,体内评估两种纤维膜的治疗效果:(1)小鼠腹腔粘连模型,利用(m PEG-b-PLGA-DS-HCPT)纤维膜抑制腹腔粘连的形成,并通过大体观察、粘连评分、粘连面积分析、病理学和免疫荧光等评估该纤维膜的粘连抑制效果;(2)小鼠原位肝癌模型,利用(m PEG-b-PLGA-TP-HCPT)纤维膜抑制原位肝癌,通过对肝癌的大体观察、脏器指数、血液生化、病理学、免疫荧光和蛋白质印记分析,评估治疗效果;(3)小鼠中晚期肝癌模型,利用(m PEG-b-PLGA-TP-HCPT)纤维膜,通过大体观察、脏器指数、血液生化、腹围变化、腹水量、腹水癌细胞活性、病理学、免疫荧光和蛋白质印记等方法评估其对中晚期肝癌的治疗效果。结果纤维膜体外测评结果表明:两种纤维膜均表面光滑、分布均匀,表面无明显药物沉积。纤维丝具有典型的核/壳结构,内核和外壳所负载的药物可缓慢、持续性释放,且无明显的突释作用。纤维膜生物相容性较好,可在体内降解,且不引起明显的炎症反应。动物实验结果表明:(mPEG-b-PLGA-DS-HCPT)纤维膜具有较好的生物粘附能力,可抑制纤维桥的形成,并抑制肿瘤细胞坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素-1(IL-1)和白细胞介素-6(IL-6)等炎症因子的表达,进而有效预防腹腔粘连;(m PEG-b-PLGA-TP-HCPT)纤维膜可抑制肿瘤细胞内部ROMO1和PCNA的表达,增加caspase-3的表达,促进肿瘤细胞的凋亡,抑制肿瘤细胞的增殖和转移。且该纤维膜药物缓释体系生物安全性较好,对其他脏器无明显损伤,同时可以抑制原位肝癌的生长,并减少小鼠癌性腹水的生成以及腹水瘤细胞的活性。结论综上,乳液电纺纤维膜可通过其独特的核/壳结构搭载水溶性不同的药物,并作为药物的载体,控制内核和外壳中药物的持续性释放。其可以有效抑制小鼠腹腔粘连的形成及早期和中晚期肝癌的发展,解决腹部疾病治疗过程中的难题,为其他腹部疾病的治疗提供新的策略,并具有广阔的应用前景。
【图文】：

静电纺丝,高压电场,聚合物溶液

吉林大学博士学位论文行程序性控制释放，将会对疾病的预防、诊断和治疗提供新的切入点。1.2 静电纺丝1.2.1 静电纺丝的原理电纺是指利用高压电场将含有或不含添加物的聚合物溶液转换为纳米纤维丝的过程。在此过程中，聚合物溶液可在高压电场的“牵引”下，由正极的注射泵针尖喷射，形成纳米级纤维丝并收集于负极的收集器表面，进而形成电纺纤维膜[7]。如图 1-1 所示，基本的电纺装置主要包括高压电场、聚合物溶液推进泵、毛细管和负极接收板。

示意图,同轴,乳液,示意图

图 1-2. 混合电纺、同轴电纺和乳液电纺示意图[16]。混合电纺，即将生物活性药物溶解或分散到聚合物溶液中，再进行电纺。活性药物在纤维丝内的分部主要依赖于聚合物溶液的物理化学性质以及药物与溶液之间的相互作用[17]。相比于同轴电纺和乳液电纺，混合电纺更为简便，但也存在明显的缺点。例如生物活性药物在电纺纤维丝内的分布极不均匀。这是因为大多数活性药物为带电的分子，在电纺过程中，由于静电排斥作用，，药物分子较易分布在纤维丝表面。而在体内环境中，分布在纤维丝表面的药物会被快速大量地释放[18]。因此，混合电纺很难实现药物的长时间缓释作用。此外，蛋白质和细胞因子等对理化环境敏感的活性药物，当与聚合物溶液混合时极易发生衰变，失去其生物活性[19]。同轴核/壳电纺是对传统电纺工艺的一种修饰。在同轴电纺过程中，两个套叠的液体喷射嘴同时连接到高压电场的正极。两种不同类型的高分子聚合物溶液
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R656

【参考文献】