基于聚多巴胺纳米复合材料的靶向溶栓策略

血栓通常指在血管中形成的血块,其会阻碍血液流动,影响氧气及营养物质的运输,与肺栓塞、中风、心肌梗死等心脑血管疾病密切相关。作为抗血栓治疗的主要方法,药物治疗主要通过使用脂质体、聚合型纳米粒子等药物载体向血栓部位递送抗血栓药物,以改善因药物在人体内半衰期短、治疗时间窗口窄及副作用大等问题。多巴胺是一种神经递质,在碱性条件下会发生氧化自聚合反应生成聚多巴胺(Polydopamine,PDA)。PDA具有粘附能力强、光热转换性能高和生物相容性好等优点,被广泛用于药物递送和光热治疗领域。但由于PDA本身对血栓没有靶向能力,并且作为一种“外来物质”容易受到人体免疫系统的快速清除,导致其实际应用受到限制。为了解决Compound C核磁药物递送系统(Drug delivery systems,DDSs)的“脱靶”问题,提高溶栓治疗的效果,本论文工作分别以精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arginineglycine-aspartic acid,RGD)序列和血小板膜(Platelet membrane,PM)为靶向配体,制备了2种多功能聚多巴胺纳米复合材料,并将其用于血栓的靶向溶栓治疗和光热治疗。具体研究内容如下:(1)RGD序列存在于纤维蛋白原中,可特异性识别血栓部位的血小板膜糖蛋白(Glycoprotein,GP)GPIIb/IIIa。因此,通过模仿纤维蛋白原的结构,将RGD序列修饰在药物载体表面,可实现对血栓部位的靶向药物递送。在本工作中,我们制备了聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)与cyclic-RGDfk(c RGD)双修饰和L-薄荷醇(L-menthol,LM)与尿激酶(Urokinase,UK)双负载的多功能聚多巴胺纳米复合溶栓材料(LM-UK@PDA-PEG-RGD NBs,简称UK-LPPR NBs)。在溶栓治疗过程中,修饰于UK-LPPR NBs材料表面的c RGD可靶向识别血栓,并将该材料富集在血栓部位;在近红外(Near infrared,NIR)激光的照射下,UKLPPR NBs吸收光能并以热能的形式释放出来,提升血栓附近的温度,进而促进材料负载的UK快速genetic divergence释放和LM的相转变。在升温、释药和气泡冲击的三重作用下,血栓的溶解过程被加速。采用体外构建的富血小板血栓模型,通过测量和对比不同材料在血栓处的富集程度,证明了UK-LPPR NBs材料具有对血栓的靶向能力;在溶栓治疗实验中,通过对比不同材料和处理方式所引起的血栓的质量变化、血栓混合液的颜色变化及其在415 nm处的光密度值和残留血栓表面形貌的扫描电子显微(SEM)图,证明了UK-LPPR NBs具有最好的溶栓效果。(2)血小板是血液的主要成分之一,在生理性止血过程中起重要作用。血小板与胶原蛋白、纤维蛋白原或其他血小板的相互作用可促进血小板在受损血管部位的粘附、活化与聚集,进而促进止血栓子的形成。在本工作中,我们基于血小板这种独特的优势,利用血小板膜包覆尿激酶负载的介孔聚多巴胺纳米粒子(Urokinase@mesoporous polydopamine nanoparticles,UK@m PDA NPs),获得了具有靶向血栓能NSC 119875核磁力的纳米复合材料(UK@m PDA@PM NPs)。在溶栓治疗过程中,UK@m PDA@PM NPs外部包覆的血小板膜可将材料靶向并富集在血栓部位,NIR激光的照射可促进其中的尿激酶被快速释放,进而实现对血栓的靶向溶栓和光热的协同治疗。采用体外血栓模型测定了不同材料和方式处理后的血栓混合液在540 nm处的光密度值,基于混合液中血红蛋白的含量和处理后所得血栓形貌的SEM表征结果评估了相关材料及方式的溶栓性能。结果表明,在NIR激光的照射下,经UK@m PDA@PM NPs材料处理后的血栓混合液中血红蛋白含量最高,残留血栓中的纤维蛋白最少,表明该材料具有较好的溶栓效果。本论文工作所开发的靶向复合溶栓材料与策略涉及光热转换材料及靶向配体材料的种类选择与封装设计,对纳米载药复合材料在血栓的药物靶向和区域光热溶栓治疗过程中的应用方式进行了探索和优化,所得研究成果在未来人体血栓临床治疗过程中具有较好的应用前景。