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实验目的: 本研究试图构建一种新型紫杉醇-多肽超分子水凝胶药物控释系统,将该控释系统应用于兔眼青光眼小梁切除术后的结膜瓣下,观察其在兔眼结膜下的生物相容性,探讨其在兔眼小梁切除术后抑制瘢痕化作用中的研究。 实验方法: 本实验首先通过紫杉醇与丁二酸酐进行羧基衍生化反应,再与苯丙氨酸-苯丙氨酸-苯丙氨酸-谷氨酸(FFFE)短肽序列连接起来形成亲水性的成胶前体分子。前体分子在PH=7.4的PBS溶液中,通过酯键断裂释放出紫杉醇分子,分子间通过相互作用自组装行为得到FFFE多肽超分子水凝胶,通过化学交联构建紫杉醇多肽超分子水凝胶控释体系。随后对紫杉醇多肽超分子水凝胶进行理化性质的表征,包括透射电镜(TEM)观察其微观形貌、流变仪检测其流体学性能。采用德雷兹染眼实验(Draize test)、荧光素钠染色、裂隙灯、角膜内皮镜、前节光学相干断层扫描(optical coherence tomography, OCT)等综合评价空白多肽超分子水凝胶(Hydrogel)、紫杉醇多肽超分子水凝胶(PTX-GEL)结膜下注射后对日本大耳白兔眼部的刺激性和组织相容性。 建立小梁切除术后的动物模型,48只日本大耳白兔被随机分为四组,每组12只,右眼为术眼,单纯小梁切除术组(Control组);术后结膜下注射空白多肽水凝胶组(Hydrogel组);术中结膜下放置丝裂霉素棉片并用生理盐水冲洗组(MMC组);术后结膜下注射紫杉醇多肽水凝胶组(PTX-GEL组)。术前及术后通过对术眼进行眼内压(intra-ocular pressure,IOP)测量,手术显微镜拍摄,眼前节OCT扫描,滤过泡区域进行组织切片及H&E染色等,观察滤过泡形态及滤过泡区域瘢痕化情况,从而统计滤过泡生存时间并评价滤过泡的治疗效果。 实验结果: 本实验成功合成了苯丙氨酸-苯丙氨酸-苯丙氨酸-谷氨酸(FFFE)的小分子多肽,并构建了紫杉醇多肽超分子水凝胶控释体系。兔眼结膜下注射空白多肽水凝胶和紫杉醇多肽水凝胶与生理盐水对照组比较观察,显示了两者具有良好的生物相容性。青光眼滤过术后角膜水肿和结膜充血评分发现,MMC组导致的角膜水肿和结膜充血情况较PTX-GEL组严重。对不同时间段IOP进行测量和滤过泡形态观察比较,在Hydrogel组滤过术眼的IOP和滤过泡生存时间略长于Control组,提示术眼结膜下注射空白多肽水凝胶有一定的降低IOP和延长滤过泡存在的作用。PTX-GEL组和MMC组滤过泡的生存时间均明显长于Control组和Hydrogel组;IOP在术后35天也明显比其余组低,表明在术后35天时该两组滤过道仍有较好的滤过功能。术后第35天时,MMC组滤过泡形态虽然呈较高隆起,手术显微镜拍摄照片显示其滤过泡形态外表良好,但前节OCT显示滤过泡区域几乎被厚的瘢痕组织覆盖,滤过通道已变得十分狭窄;组织切片可以观察到比较明显巩膜弹性纤维紊乱和虹膜脱色素现象,滤过区域纤维组织覆盖情况较PTX-GEL组严重,大部分滤过通道变的狭窄。然而在第35天时, PTX-GEL组前节OCT显示部分的滤过泡形状虽然有一定程度的缩小,但滤过泡区域仅较少部分被纤维组织覆盖,滤过通道存在仍然比较明显;组织切片染色显示术眼滤过瘘道仍明显存在,滤过区域未见明显增殖的成纤维细胞及炎症细胞,且巩膜弹性纤维排列较整齐。 实验结论: 紫杉醇能从成胶前体分子通过酯键水解释放出来,并自通过自主装行为形成小分子多肽水凝胶,将其应用于兔眼小梁切除术后,发现其可以延长滤过泡的生存时间,并维持滤过泡的正常形态,降低小梁切除术后的IOP,抑制兔眼小梁切除术后滤过区域新生血管形成及纤维组织增生的作用明显。紫杉醇多肽水凝胶控释系统为抑制青光眼滤过术后滤过道瘢痕化提供了一种新的治疗途径。