纳米医学研究旨在改变主动脉瘤的治疗
主动脉瘤是主动脉的隆起，主动脉是将富氧血液从心脏输送到身体其他部位的最大血管。吸、高血压、糖尿病或受伤都会增加动脉瘤的风险，动脉瘤往往更常见于 65 岁以上的白人男性吸者。
“构成血管的软组织本质上就像橡皮筋一样，这些组织内的弹性纤维使它们能够拉伸和弹回，”里哈伊大学 罗辛学院生物工程系主任阿南德·拉玛穆尔蒂 ( Anand Ramamurthi)教授说。工程与应用科学学院。“这些纤维主要是在出生前和出生后产生的。此后，它们在受伤后不会再生或进行自然修复。因此，当它们受伤或患病时，组织就会变弱并导致动脉瘤，并且随着时间的推移，动脉瘤会生长。大约七到十年后，它通常会达到破裂阶段。”
在此期间，没有任何治疗。通过成像定期对患者进行筛查，以监测动脉瘤的生长速度。一旦它被认为大到足以破裂(这种情况在 90% 的情况下是致命的)，手术就是唯一的选择。但这对于老年患者来说是一种危险。
Ramamurthi 和他的团队正在研究微创方法，使用聚合物或生物纳米胶囊(称为纳米颗粒)来再生和修复这些弹性纤维，这些纳米胶囊旨在释放新型再生疗法。他们的创新技术可以在检测到动脉瘤后立即进行治疗，并有可能减缓、逆转甚至停止其生长。他们在《生物医学材料研究杂志》上发表的最新论文的研究结果 建立在他们早期工作的基础上，代表着朝着未来迈出的一步，手术不再是最好的、唯一的治疗选择。
“在之前的研究中，我们已经确定了药物和基因沉默剂，它们实际上可以诱导成年患病血管细胞产生新的弹性纤维并抑制分解现有纤维的酶，”他说。“我们还一直在研究如何仅在组织修复部位有效地提供这些治疗方法。”
该团队还开发了一种称为主动靶向的纳米颗粒设计，该设计在纳米颗粒表面结合了小蛋白质片段或肽。“这些肽识别动脉瘤组织特有的成分。因此，当纳米粒子被注射到血液中时，它们仅粘附在动脉瘤壁上，在那里缓慢降解并释放药物。
他说，在这篇论文中，研究人员“研究了纳米颗粒如何真正穿透血管壁，将药物输送到受影响的组织。”
所有血管都衬有由内皮细胞组成的保护屏障，当组织损伤或疾病引起的炎症破坏内皮并在细胞之间产生间隙时，保护屏障可能会变得“渗漏”。这些间隙允许白细胞进入并启动组织修复过程，它们也是加速愈合的纳米粒子的入口点。
“我们想知道这些纳米颗粒的形状和长宽比如何影响它们穿过内皮细胞屏障的能力，”拉马穆尔蒂说。
这是一个需要回答的关键问题，因为并非所有纳米粒子都是一样的，如果它们无法穿透屏障，就无法修复组织。
Ramamurthi 和他的团队开发了一种新型细胞培养模型，在该模型中模拟疾病，然后检查运输机制：具体来说，不同种类的纳米颗粒如何与内皮细胞相互作用并穿过它们。它们是通过内皮细胞之间的间隙(称为外渗的过程)进入还是通过细胞本身(称为易位)进入?
“假设纳米颗粒穿过内皮细胞。其中一些可能会留在该细胞内而不会从另一侧出来，这意味着您失去了该粒子，并且它对治疗过程不再有用。我们的目标是以最小限度的保留进行运输。”
研究小组发现，与球形颗粒相反，具有高纵横比(即长而细与短而粗)的杆状颗粒会被患病的内皮细胞选择性地吸收。“与球体相比，它们对健康内皮细胞的吸收非常少，这很好，因为我们不希望它们与健康的血管壁相互作用，”他说。
他们还发现颗粒主要通过外渗(或通过细胞间隙)到达组织。“它们越长、越瘦，它们留在内皮细胞层的可能性就越小，这意味着它们能够进入受影响的组织以获得更有效的治疗。”
该团队现在将把这些发现与他们在动物模型中主动靶向的工作相结合，即在纳米粒子表面结合识别患病细胞表达的蛋白质的成分。
最终目标是开发一种能够减缓动脉瘤生长的非手术再生疗法。例如，将目前的成长到破裂阶段从7年延长到15年。拉马穆尔蒂说，一个更雄心勃勃的结果是恢复这种增长。
“动脉瘤生长的消退将是首选的长期结果，”他说。“这还有很长的路要走，但我们很兴奋，因为这些发现将有助于指导我们如何设计纳米颗粒，以更有效地输送到动脉瘤壁。这是一个接近现实的机会。”
版权声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！