心肌內(nèi)注射水凝膠在微創(chuàng)治療心肌梗死（MI）方面具有很大的潛力。然而，傳統(tǒng)的大體積水凝膠通常缺乏支持組織快速生長(zhǎng)的微孔結(jié)構(gòu)和防止心臟衰竭纖維化重構(gòu)的生化信號(hào)。為了解決這些問(wèn)題，來(lái)自加州大學(xué)的RandallLee教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新型的藥物釋放微孔顆粒，通過(guò)微流體制造將疏水性載藥納米顆粒封裝到微凝膠中。然后將兩種疏水藥物加載到微孔支架中，生成微孔支架可以用于大鼠模型MI治療。相關(guān)工作以“Injectable Drug-Releasing Microporous Annealed Particle Scaffolds for Treating Myocardial Infarction”為題發(fā)表在期刊Advanced Functional  Materials。具體案例詳情請(qǐng)聽安泰電子為您講述~

　　圖1微流體生成藥物釋放支架用于心肌梗死治療示意圖

　　多孔的顆粒水凝膠支架的生成如圖1所示。將疏水性藥物裝入納米顆粒(NPs)中，再將納米顆粒進(jìn)一步封裝到基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)敏感聚乙二醇(PEG)凝膠珠中，生成藥物/NPs凝膠珠。將藥物/NPs凝膠顆粒注射到梗死心臟時(shí)，可以激活凝膠中的肽K(Pep-K)和肽Q(Pep-Q)鍵，誘導(dǎo)凝膠微球之間的表面結(jié)合，在原位形成連續(xù)的多孔MAP支架。作者利用軟光刻技術(shù)設(shè)計(jì)并制備了用于制備釋藥微孔支架的微流控裝置(圖2A,B)。為了實(shí)現(xiàn)藥物從釋藥微孔支架凝膠中持續(xù)釋放，作者使用可降解聚乳酸(乳酸-乙醇酸)(PLGA)為基礎(chǔ)的聚合物制備藥物NPs，并在凝膠形成前與水凝膠前驅(qū)液混合。熒光圖像顯示NPs被均勻包裹在凝膠珠中(圖2G)。

　　圖2制作藥物釋放支架示意圖

　　隨后作者研究藥物和釋藥微孔支架凝膠的體外細(xì)胞評(píng)價(jià)，這些體外結(jié)果證明了釋藥微孔支架在調(diào)節(jié)心臟重構(gòu)細(xì)胞方面的有利作用，包括增強(qiáng)心肌細(xì)胞存活、抑制成纖維細(xì)胞肌分化、促進(jìn)EC增殖和小管形成。除了藥物釋放受控外，作者發(fā)現(xiàn)與游離NPs相比，嵌入凝膠珠的NPs的細(xì)胞攝取顯著減少，這可以降低細(xì)胞毒性和炎癥反應(yīng)。

　　圖3藥物和drugMAP凝膠的體外細(xì)胞評(píng)價(jià)

　　最后，為了探討釋藥微孔支架對(duì)心臟的修復(fù)作用，作者建立了大鼠左前降支結(jié)扎缺血-再灌注心肌模型。與一般應(yīng)用的大塊水凝膠不同，MAP凝膠塊流動(dòng)性好，可以很容易地注射到高度運(yùn)動(dòng)的心臟組織中，停留在植入部位而不發(fā)生凝膠脫粒，從而避免了凝膠快速或緩慢的危險(xiǎn)。各組在治療后5周通過(guò)組織學(xué)和超聲心動(dòng)圖分析評(píng)估心肌梗死的治療效果。表明藥物(F和R)和水凝膠基機(jī)械支持在改善心肌梗死后重構(gòu)和挽救心臟功能方面各自具有好處。與單獨(dú)治療相比，綜合FR/釋藥微孔支架的治療效果最好。

　　圖4急性心肌梗死模型大鼠心功能評(píng)價(jià)

　　綜上所述，作者首先開發(fā)了一種釋藥微孔支架水凝膠，加載疏水藥物(F和R)，注入缺血心臟，通過(guò)提供快速細(xì)胞浸潤(rùn)、機(jī)械支持和協(xié)同藥理作用等多功能促進(jìn)心臟修復(fù)。研究結(jié)果表明，釋藥微孔支架在心肌梗死治療和軟組織修復(fù)和疾病治療方面具有巨大的潛力。

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　　PS：本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)自加州大學(xué)的RandallLee教授團(tuán)隊(duì)在Advanced Healthcare Materials上發(fā)表題為“Injectable Drug-Releasing Microporous Annealed Particle Scaffolds for Treating Myocardial Infarction”的文章。

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