缺血性腦卒中是心腦血管疾病中極為常見的一種,也是目前威脅人類健康的主要病因。腦缺血時腦細胞得不到氧及營養(yǎng)物質的及時供應會引起炎癥反應,其主要的原因是產(chǎn)生過剩的氧自由基,從而激活炎癥細胞因子。反過來炎癥因子也會促進產(chǎn)生更多的自由基,使細胞結構明顯破壞,造成損傷級聯(lián)反應。因此近年來國內(nèi)外學者開始從尋找可以清除炎癥因子和自由基的藥物來治療缺血性腦卒中。微納米馬達能夠將化學或外部能量轉換成機械運動以完成復雜任務,由于其主動運動能力、貨物運輸和有效穿透能力,微納米馬達在各種生物醫(yī)學應用中表現(xiàn)出優(yōu)異的潛力。同時近年研究發(fā)現(xiàn)氫氣治療是一種新興的、有前途的治療策略,氫分子可以特異性清除細胞毒性高的活性氧,包括·OH和ONOO-而且還能保存正常信號所需的其他活性氧,非常有利于抗氧化和抗炎。本研究通過用生物可降解的聚合物PLGA層不對稱地涂覆Mg球來制造氫動力微馬達(HPMs)。HPMs通過與水反應從局部產(chǎn)生的氫氣,不僅作為運動的推進劑,而且作為清除活性氧和炎癥的活性成分。借助腦立體定位儀將HPMs精確注射入MCAO大鼠的側腦室,在體內(nèi)對腦缺血再灌注損傷進行抗氧化和抗炎作用。
第一章:HPMs的制備及其運動相關研究通過旋涂的方法成功制備具有不對稱結構的HPMs球形結構,SEM和EDX結果顯示在微馬達內(nèi)部觀察到了來自Mg球的鎂的元素分布和來自PLGA殼的碳和氧的分布,證明了 Janus結構的成功形成。由于產(chǎn)生的氫氣不斷分離,微馬達在人工腦脊液和磷酸鹽緩沖液中的速度高達51.1 μms-1 和61.12 μm s-1。第二章:HPMs對LPS誘導RAW264.7細胞炎癥模型治療的研究通過LPS誘導RAW264.7細胞炎癥模型,通過細胞活力實驗和溶血實驗得出SiO2@PLGA和HPMs、以及Mg球均不具有細胞毒性。同時通過檢測DCFH-DA含量和Cellrox染色可以得出Mg球和HPMs具有清除ROS的能力。最后通過qPCR和ELISA方法得出Mg球和HPMs可以減輕LPS刺激的RAW264.7細胞炎癥因子IL-1β、TNF-α和IL-6的mRNA水平和含量。第三章:HPMs精準治療大鼠MCAO的應用研究通過建立大鼠MCAO模型,借助腦立體定位儀將HPMs精確地注入其側腦室。通過清除ROS和其引起的炎癥,MCAO大鼠的梗死體積顯著減少,空間學習和記憶能力提高,副作用最小,證明了 HPMs在抗缺血性卒中方面的有效作用。綜上所述本研究研制了具有良好生物相容性和清除活性氧能力的高性能醫(yī)用高分子材料,為臨床治療急性缺血性卒中或其他氧化應激相關疾病提供了廣闊的前景。生物可降解微馬達因其體積小、功能多、用途廣,為微創(chuàng)治療提供了巨大的潛力。
