输血作为一种有效的治疗措施,在贫血和外伤失血以及手术过程中大量失血导致的失血性休克的治疗中起到了拯救病人生命的关键作用。然而,输血过程中仍然存在许多问题,比如交叉感染、血型的不匹配、免疫反应、保存时间短等缺陷。因此,血液替代品的研究具有非常重要的意义。血液替代品主要分为两类:一类是氟碳化合物氧载体(perfluorocarbon-based oxygen carriers, PFBOCs),另一类是血红蛋白氧载体(hemoglobin-based oxygen carriers, HBOCs)。动物和临床实验均表明现有的血红蛋白氧载体只能在术中和术后起到短暂的作用,而不能减少死亡率和不良副反应,理想的血红蛋白氧载体应该能克服以上缺点。纳米微囊包裹血红蛋白由于结构类似于天然红细胞,因而成为目前最有前途的一种血液的人工替代品,而采用纳米技术和生物可降解材料包裹血红蛋白及其酶系统可能是实现这一设想的最佳方法。然而,载有血红蛋白的纳米粒在制备过程中仍有很多问题亟待解决,比如:如何保证血红蛋白生物学活性以及延长其在血液循环中存在的时间、逃避免疫学监视等。因此,本实验旨在设计并制备一种新型的Hb纳米囊类氧载体,从而为改进现有的诸多问题提供一种新方法及新思路。研究目的通过层层自组装技术制备一种新型多糖纳米囊包裹牛血红蛋白氧载体,并研究其生物学活性以及在延长血液循环时间等方面的性能,从而为改进现有纳米囊包裹牛血红蛋白氧载体的不足提供新的方法。研究方法采用聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物(poly(lactide-co-glycolide),PLGA)及聚苯乙烯磺酸钠(poly(styrene sulfonate), PSS)做为“内层核”的材料,制备出带负电荷的Hb-PLGA-PSS-NPs,然后利用层层自组装技术,通过壳聚糖和葡聚糖硫酸钠等多糖类聚电解质对内层核进行修饰。最后,利用动态光散射粒度仪(dynamic light scattering, DLS)、Zeta电位分析、透射电镜(transmission electron microscope, TEM)等对最终结果进行了表征,同时,对其体外释放及其携氧能力进行了综合分析。研究结果1、Hb-PLGA-PSS-NPs的平均粒径为226.8±23.4nm,Zeta电位为-68.62 mV,包裹率约为99.3%,载药量约为28.6%,在37℃,pH7.4的PBS溶液中释放缓慢,并绘制了其释放曲线。通过对Hb结构的分析可以发现此工艺未对蛋白的结构造成影响。2、DLS和透射电镜表明,经过层层自组装后的复合载氧体的粒径大小为287nm。Hb体外释放实验结果表明,随着修饰层数的增加,Hb释放速度减缓,体内循环作用时间有所增加。此外,体外载氧实验结果也表明,该复合载氧体与天然牛Hb氧离曲线相似,P50和Hill系数数值接近,保持了良好的携氧释氧能力。研究结论:实验结果表明,这种新型的基于层层自组装技术的血红蛋白纳米载氧体,不仅具有很好的携氧能力,而且Hb体外释放缓慢,对延长体内循环作用时间有积极意义,为新型血液替代品的研究提供了很好的科学数据及研究方法。