無(wú)針噴射探釋雙生長(zhǎng)因子水凝膠治療急性心肌梗死的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、缺血性心臟病是危害人類生命健康的主要疾病之一,目前以藥物、介入以及外科冠脈旁路移植術(shù)治療為主,但仍有部分彌漫性冠脈病變患者得不到有效治療。
　　 為更好地治療缺血性心臟病,臨床及實(shí)驗(yàn)室不斷摸索新的治療方法,例如激光心肌血運(yùn)重建術(shù)(transmyocardial laser revascularization,TMLR)、細(xì)胞因子治療、基因治療、干細(xì)胞治療等,其中TMLR對(duì)部分頑固性心絞痛患者緩解疼痛、改善生活質(zhì)量等方面獲得了臨床

2、肯定,并于1998年美國(guó)FDA批準(zhǔn)其進(jìn)入臨床應(yīng)用。但由于激光打孔不可避免產(chǎn)生孔道壁的熱損傷,影響孔道與周圍小血管的連通和物質(zhì)交換,且孔道長(zhǎng)期開(kāi)放性不佳,致使TMLR治療在病死率和心功能改善方面效果不理想?；诖?我們?cè)O(shè)想采用無(wú)針噴射心肌梗死周邊區(qū)產(chǎn)生孔道,避免激光孔道的熱損傷,同時(shí)孔道內(nèi)填充包裹生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠,避免孔道在短時(shí)間內(nèi)閉合,并利用凝膠內(nèi)生長(zhǎng)因子促進(jìn)孔道壁內(nèi)皮化,維持孔道開(kāi)放,進(jìn)而改善心肌供血。
　　 心梗后左室重

3、塑與心力衰竭往往與心臟細(xì)胞外基質(zhì)(cardiacextracellular matrix,ECM)的廣泛損傷有關(guān)。研究表明,在心肌梗死區(qū)注射生物材料有可能代替損傷的ECM,防止左室重塑和心力衰竭。海藻酸鹽主要是從褐藻中提取的多糖聚合物,通過(guò)與二價(jià)陽(yáng)離子結(jié)合可形成具有一定粘度和力學(xué)強(qiáng)度的三維載體結(jié)構(gòu),由于其為天然高分子材料,具有無(wú)毒性、可降解性及良好的生物相容性而廣泛應(yīng)用于藥物釋放體系和組織工程領(lǐng)域,其結(jié)構(gòu)與ECM相似。因此,課題組設(shè)想于

4、梗死區(qū)及梗死周邊區(qū)無(wú)針噴射控釋雙生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠實(shí)現(xiàn)改善梗死后左室重塑。
　　 綜上,通過(guò)無(wú)針噴射產(chǎn)生孔道,并于孔道內(nèi)填充包有聯(lián)合細(xì)胞因子的載體材料,促進(jìn)孔道開(kāi)放,從而改善局部缺血心肌的供血,通過(guò)梗死區(qū)及梗死周邊區(qū)無(wú)針噴射控釋雙生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠改善心肌梗死左室重塑,進(jìn)而改善心功能,為缺血性心臟病的治療提供一種新策略。本課題研究主要包括以下三部分內(nèi)容:
　　 第一部分控釋雙生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠載體的制備及檢測(cè)

5、>　　 目的制備控釋雙生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠載體,并檢測(cè)其理化性能。方法采用氧化及鈷60輻照對(duì)海藻酸鈉進(jìn)行修飾,制備控釋雙生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠載體。將無(wú)針注射器中藻酸鹽水凝膠打入24孔培養(yǎng)板中,每孔加1 ml磷酸鹽緩沖液(PBS)于37℃孵育,通過(guò)測(cè)定水凝膠的干重?fù)p失檢測(cè)控釋雙生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠的體外降解,并繪制降解率曲線。用無(wú)針注射器于18只兔心肌組織噴射100μl雙生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠,分別于各時(shí)間點(diǎn)取心肌組織,進(jìn)行蘇木素-伊紅(

6、HE)染色,觀察組織結(jié)構(gòu)及心肌組織中藻酸鹽水凝膠的體內(nèi)降解情況。采用四唑鹽(MTT)比色法進(jìn)行控釋雙生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠的細(xì)胞毒性分析。結(jié)果體外降解實(shí)驗(yàn)中,控釋雙生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠顯示了相對(duì)較快地降解速度,第一周大約降解50％,3w后幾乎降解完全。體內(nèi)降解實(shí)驗(yàn)顯示,心肌組織中控釋雙生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠逐漸減少,5w后,在心肌組織中幾乎沒(méi)有觀察到水凝膠的片段?？蒯岆p生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠對(duì)細(xì)胞活性無(wú)明顯影響。結(jié)論本實(shí)驗(yàn)成功制備了控釋雙生長(zhǎng)

7、因子藻酸鹽水凝膠載體,具有較好的降解性能及安全性,它可以作為具有控制釋放生長(zhǎng)因子能力的生物載體材料,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　 第二部分急性缺血心肌無(wú)針噴射雙生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠的孔道效應(yīng)
　　 目的采用無(wú)針噴射心肌打孔,觀察無(wú)針噴射生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠的孔道效應(yīng)。方法制備包裹血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子和血小板源性生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠。成功建立22只兔心肌梗死模型后,隨機(jī)分成3組:鹽水組、凝膠組和生長(zhǎng)因子凝膠組,隨后行無(wú)針

8、噴射心肌打孔,術(shù)中采用超聲診斷儀監(jiān)控?zé)o針噴射過(guò)程。術(shù)后8w,心臟超聲造影觀察孔道效應(yīng),造影后2d進(jìn)行HE染色及Masson染色。結(jié)果肉眼觀察可見(jiàn)白色糊狀凝膠填充于孔道內(nèi)部。超聲診斷儀可全程監(jiān)控?zé)o針噴射過(guò)程。心臟超聲造影結(jié)果顯示生長(zhǎng)因子凝膠組超聲微泡造影劑可沿孔道直接灌注心肌,其余兩組未見(jiàn)造影劑經(jīng)心室腔直接灌注心肌。HE染色結(jié)果顯示生長(zhǎng)因子凝膠組在心肌梗死周邊無(wú)針噴射區(qū)可觀察到孔道形成,其余兩組孔道已閉合。Masson染色結(jié)果顯示生長(zhǎng)因子

9、凝膠組孔道外壁包繞較多染有藍(lán)色的膠原纖維,而孔道維持開(kāi)放,其余兩組孔道被染有藍(lán)色的膠原纖維填充。結(jié)論無(wú)針噴射包裹生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠可于心肌梗死周邊區(qū)建立孔道,實(shí)現(xiàn)血液經(jīng)心室腔沿孔道直接灌注缺血心肌。
　　 第三部分無(wú)針噴射控釋雙生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠對(duì)心肌梗死左室重塑及心功能的影響
　　 目的探討無(wú)針噴射控釋雙生長(zhǎng)因子藻酸鹽水凝膠改善心肌梗死左室重塑和心功能的可行性。方法成功建立40只兔心肌梗死模型后,隨機(jī)分成5組:鹽水

10、組、凝膠組、VEGF-A165凝膠組、PDGF-BB凝膠組和雙生長(zhǎng)因子凝膠組。實(shí)驗(yàn)干預(yù)8w后,測(cè)量平均瘢痕厚度進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析,采用超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)心功能,并進(jìn)行免疫組化檢測(cè)CD34及α-SMA的表達(dá)。結(jié)果形態(tài)學(xué)分析結(jié)果顯示凝膠組、VEGF-A165凝膠組、PDGF-BB凝膠組及雙生長(zhǎng)因子凝膠組的平均瘢痕厚度較鹽水組的平均瘢痕厚度明顯增厚(P＜0.05)。超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)心功能結(jié)果顯示雙生長(zhǎng)因子凝膠組心功能較其他各組心功能有所改善(P＜0.0