新型层状双氢氧化物肝素纳米复合物对改善脓毒症大鼠微循环的实验研究

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背景脓毒症(Sepsis)是由感染或疑似感染引发的机体反应失调而导致的严重威胁生命的器官功能障碍,其中微循环功能障碍既是脓毒症的病理生理表现,也是脓毒症发生发展的始动因素之一。低分子肝素(LMWH)是临床上常用的抗凝剂,既往已开展LMWH辅助治疗脓毒症凝血功能障碍的研究,但其存在一些药物局限性。层状双氢氧化物(LDH)是一类新兴的具有二维结构的无机层状纳米材料,由于其具有良好的阴离子交换能力,一些阴离子药物分子可被装载到LDH中,生理条件下实现药物的可控释放。既往研究表明带负电荷的LMWH可以嵌合到LDH中间层中,且纤维蛋白抗体结合在LDH表面可使其靶向到血栓部位,从LDH中持续释放的LMWH足以最大限度地减少血栓形成。但目前在脓毒症中靶向治疗微血栓方面的研究较少。目的构建纤维蛋白抗体-LMWH-LDH纳米复合物对微血栓进行抗体靶向给药,从而探讨其对改善脓毒症微循环的效果。方法根据水热合成法首先合成FITC-20LMWH-LDH,再加入一定质量的牛血清白蛋白(BSA),可使纤维蛋白抗体(Ab)偶联到BSA上,从而使Ab-BSA/BSA成功吸附在LDH表面,最终合成FITC-Ab-BSA-20LMWH-LDH纳米复合物。通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、粒径、Zeta电位对其进行表征,并测定不同p H值环境下药物释放特性。通过体外毛细微管实验和体内肠道微循环观察证明纳米复合物靶向血栓能力。药物效果评价实验中,将健康雄性SD大鼠38只随机分为5组:假手术组、脓毒症组、脓毒症低分子肝素组、脓毒症20LMWH-LDH组、脓毒症Ab-BSA-20LMWH-LDH组,并采用盲肠结扎穿孔(CLP)方法建立脓毒症模型。术后8小时,分别予以各组大鼠1m L生理盐水,1m L生理盐水,1m L LMWH,1m L 20LMWH-LDH,1m L Ab-BSA-20LMWH-LDH。术后24h利用旁流暗视野血流成像仪(SDF)观察各组大鼠肠道微循环情况后,给予所有大鼠安乐死,并取心脏血标本送检化验,另外取心脏、肝、肺、肾组织,进行进一步的组织学检查。结果FTIR、XRD、TEM、粒径、Zeta电位等表征证明了FITC-Ab-BSA-20LMWH-LDH纳米复合物的成功合成。该纳米复合物的释药模式为渐进和双相释放模式,即早期快速释放,随后持续缓慢释放,且在酸性环境中释放速度加快。体外毛细微管实验和离体大鼠肠道微循环观察可见纳米复合物绿色荧光在微血栓周边靶向聚集,证明纳米复合物具有靶向微血栓能力。观察各组大鼠术后24h肠道微循环情况以及血化验指标和重要脏器组织病理可见,Ab-BSA-20LMWH-LDH治疗组更大程度地改善了脓毒症大鼠的微循环,减轻了炎症以及心、肺、肝、肾脏器功能损伤。结论采用水热合成法成功合成了FITC-Ab-BSA-20LMWH-LDH纳米复合物,该纳米复合物具有渐进、双相释药模式,且在酸性环境中释放速度加快。另外该纳米复合物具有靶向微血栓的能力,可更大程度地抗血栓,减少出血风险,改善了脓毒症大鼠微循环,减轻了炎症以及脏器功能损伤。
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