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文獻(xiàn)速遞 | 玉研肺部給藥器助力四面體納米藥物精準(zhǔn)治療急性肺損傷

來源:上海玉研科學(xué)儀器有限公司 更新時間:2024-12-10 18:30:12 閱讀量:472
導(dǎo)讀:在藥物投遞領(lǐng)域,納米技術(shù)一直被視為提高藥物療效和減少副作用的潛力股。然而,傳統(tǒng)的納米藥物投遞系統(tǒng)往往難以在滲透速率和體內(nèi)保留時間上實現(xiàn)平衡...

在藥物投遞領(lǐng)域,納米技術(shù)一直被視為提高藥物療效和減少副作用的潛力股。然而,傳統(tǒng)的納米藥物投遞系統(tǒng)往往難以在滲透速率和體內(nèi)保留時間上實現(xiàn)平衡。這一難題限制了納米藥物在急性肺損傷等呼吸系統(tǒng)疾病治療中的應(yīng)用。



近日,四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院的研究團(tuán)隊取得了一項進(jìn)展。他們利用小尺寸四面體納米載體(tFNAs),通過玉研儀器肺部霧化給藥器成功地將microRNA-155 (miR-155)送達(dá)急性肺損傷的動物體內(nèi),實現(xiàn)了藥物的快速滲透和長期駐留。


這一創(chuàng)新不僅為急性肺損傷的治療提供了新的可能,更為未來呼吸系統(tǒng)疾病的藥物研發(fā)開辟了新的道路。




研究背景


以往的納米投遞藥物存在一個難題,在滲透速率和保留時間上不能同時兼顧,在保證較長的體內(nèi)藥物維持時間上往往需要更大的粒徑,但是這又會導(dǎo)致滲透速度大大降低,因此在實際使用中遇到困難。



近日,四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院林云鋒的研究團(tuán)隊在國際材料領(lǐng)域頂尖期刊《Advanced Materials》 (IF=27.4)發(fā)表題為“Ultrahigh Pyridinic/Pyrrolic N Enables N/S Co-Doped Holey Graphene with Accelerated Kinetics for Alkali-Ion Batteries”的研究論文,使用小尺寸四面體納米載體tFNAs將microRNA-155 (miR-155)通過使用玉研儀器肺部霧化給藥器進(jìn)行霧化給藥的方式給到急性肺損傷的動物體內(nèi),滿足了治療藥物的快速滲透和延長駐留時間的雙重要求。


與最先進(jìn)的 LNPD涂裝系統(tǒng)(IR-117-17)相比,tFNA吸入配方具有分散性的固有優(yōu)勢。當(dāng)轉(zhuǎn)運microRNA抑制劑時,tFNAs在霧化后保持100%的堆積,有效治療急性肺損傷,降低各類炎癥指標(biāo)。




研究方法


01
霧化穩(wěn)定性

首先研究團(tuán)隊驗證了在使用霧化裝置后納米載體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,使用了玉研儀器的的YAN-30012肺部霧化給藥器來確保完整和定量的霧化。下圖顯示了tfna的合成和霧化過程。



隨后,將霧化過的藥液收集起來通過2%瓊脂糖凝膠電泳(AGE)以及粒子分析,結(jié)果顯示,在霧化之前和之后,fnas的電泳條帶位置,電位以及粒子大小分布皆無明顯差異,在電鏡下觀察可以看到四面體結(jié)構(gòu)。這些都表明通過玉研儀器肺部霧化給藥器進(jìn)行霧化操作沒有影響tFNAs的框架結(jié)構(gòu)。



02

載體穿透力

后續(xù)又測試了該載體通過人工粘液的能力,將四面體載體和另一種單鏈載體S1包裹熒光CY5置于人工粘液中,觀測穿透過粘液的量隨時間的關(guān)系。結(jié)果顯示該種載體滲透效果強于后者。



四面體載體的滲透性能可能是由于其具有四個頂點的特殊四面體結(jié)構(gòu),不太可能與粘液成分中的大分子結(jié)構(gòu)糾纏。此外,與脂質(zhì)體或脂質(zhì)體-血清外泌體雜化納米結(jié)構(gòu)相比在相同孔徑和人工黏液體積的體外檢測裝置中,tfna滲透到下液的速度更快(1.5h內(nèi)14.3%),而脂質(zhì)體和類似物在2h后的穿透率低于1%。滲透效率的強弱是影響藥物吸收的一個很重要的因素。


03
體內(nèi)藥物吸收效率

體外實驗驗證了其優(yōu)秀的穩(wěn)定性和攜帶藥物穿透屏障的能力,作者團(tuán)隊將其用在小鼠上,觀察其體內(nèi)的效果。首先用小鼠分為兩組,分別給予四面體載體和S1載體,通過肺部霧化將帶有熒光的載體打入小鼠肺部,觀測其不同時間內(nèi)的分布情況。



結(jié)果如下圖所示,四面體載體熒光信號留存時間更強,24小時后依然可以看到很明顯的CY5熒光信號,而單鏈S1載體熒光信號已經(jīng)很早就消失了。后續(xù)的定量測量也是證明了這一結(jié)果。



將肺部組織進(jìn)行切片,觀測其組織細(xì)胞層面的熒光,發(fā)現(xiàn)四面體載體的熒光信號主要分布于肺上皮細(xì)胞(22.53 ± 2.58%)、巨噬細(xì)胞(15.83± 0.66%) 和中性粒細(xì)胞(15.85±2.45%),這提示其發(fā)揮作用與調(diào)節(jié)局部免疫微環(huán)境有關(guān)。



04
肺損傷治療效果

最后研究團(tuán)隊將其用于治療急性肺損傷小鼠的治療當(dāng)中,測試其實際的治療效果。將所有小鼠被隨機(jī)分配為5組:空白組、LPS組(LPS刺激+ PBS處理)、miR-155抑制劑組(LPS刺激+3000nMmiR-155抑制劑處理)、空載體(tFNA)組(LPS刺激 +1000nMtFNAs處理)和155-載體組(LPS刺激+1000nM155抑制劑-載體處理)。每只小鼠給予50μLofLPS(5mgkg?1),通過腹腔注射途徑給藥造模。


刺激1h后,根據(jù)分組,通過玉研儀器肺部霧化給藥器定量給予不同的藥物50μL。24h后進(jìn)行切片處理。采集血液和肺組織以進(jìn)行定量檢測。



結(jié)果顯示如下:


與肺損傷相關(guān)的炎癥細(xì)胞以及因子,155-載體組都比其他三組要低,接近于空白組,下游的大量分子研究也證實了該藥物加載體的組合在炎癥控制的顯著效果。



結(jié)論總結(jié)


155-載體在急性肺損傷(ALI)治療中的彰顯出獨有的吸收留存優(yōu)勢,探究其在炎癥修復(fù)上的工作機(jī)制,作者認(rèn)為其應(yīng)用不僅局限于急性肺炎癥,還可以擴(kuò)展到治療其他需要調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激反應(yīng)的過敏性疾病的吸入制劑。在未來,更多的吸入配方可能被開發(fā)用于靶向肺疾病,如慢性阻塞性肺疾?。–OPD),以增強療效和減少不良反應(yīng)。


在本研究中,玉研儀器自主研發(fā)生產(chǎn)的肺部霧化給藥器,以其精細(xì)霧化、精準(zhǔn)定量的優(yōu)勢,進(jìn)一步提高了藥物的生物利用度,助力四面體納米藥物精準(zhǔn)治療急性肺損傷疾病。




肺部液體霧化給藥器——呼吸系統(tǒng)疾病研究的利器



玉研儀器肺部液體霧化給藥器是專門為小鼠、大鼠、豚鼠等小動物設(shè)計,可精確定量進(jìn)行氣管內(nèi)霧化給藥的裝置。


可將微量的液體定量通過集成在不銹鋼毛細(xì)插管中的氣溶膠霧化微噴頭霧化,毛細(xì)插管可深入動物的氣管處,實現(xiàn)氣管內(nèi)定量霧化成氣溶膠給藥。


相較于傳統(tǒng)口服或注射給藥,藥物可直接作用于肺部,適用于肺部生理、病理、藥理學(xué)研究。



01
先進(jìn)的液體霧化技術(shù)

90%藥物霧化直徑<30μm,可均勻分布于大小鼠肺部組織中。


藥物霧化粒徑分布圖


※委托北京中科光析化工技術(shù)研究所(CNAS認(rèn)可機(jī)構(gòu))測試分析



02

精確控制給藥量

氣管內(nèi)直接給藥,無首關(guān)消除,藥物直接且均勻地覆蓋目標(biāo)細(xì)胞。


氣管內(nèi)滴入(A)與氣管內(nèi)霧化(B)伊文斯藍(lán)溶液在肺組織的分布


03
操作簡便

分體式結(jié)構(gòu),根據(jù)指導(dǎo)注入藥物后按壓活塞可快速完成肺部給藥,無需后續(xù)操作。



04
CE認(rèn)證

具有歐盟CE認(rèn)證,產(chǎn)品已遠(yuǎn)銷全球多個知名學(xué)府及研究機(jī)構(gòu)。




產(chǎn)品推薦

01
肺部給藥裝置針頭通堵器

針頭通堵器可清除肺部給藥裝置針頭管道內(nèi)的堵塞物,也可在日常維護(hù)中預(yù)防未來的堵塞問題。



預(yù)防堵塞:除了清除已有的堵塞,通堵器還可以用于日常維護(hù),定期使用可以防止藥液殘留在管道內(nèi)凝固,預(yù)防未來的堵塞問題;


易于使用:通堵器設(shè)計為手持工具,操作簡便,用戶可以方便地使用它進(jìn)行日常的設(shè)備維護(hù),不需要復(fù)雜的操作;


清潔方便:采用高性能PEK(聚醚酮)材質(zhì),可以使用常見的高溫高壓蒸汽滅菌或者酒精消毒,使其易于清潔和消毒,確保在使用過程中不會引入新的污染物。

02
小動物熒光活體成像系統(tǒng)——文章發(fā)表熱門工具


多模式小動物活體成像系統(tǒng)應(yīng)用影像學(xué)方法,能在活體狀態(tài)進(jìn)行組織、細(xì)胞和分子水平的定性和定量研究,可應(yīng)用于藥物研發(fā)、干細(xì)胞示蹤 腫瘤生長轉(zhuǎn)移、疾病發(fā)生發(fā)展、基因表達(dá)反應(yīng)等成像研究中。 


玉研儀器小動物熒光活體成像系統(tǒng)搭載了超高靈敏、深冷、背照式相機(jī)及大光圈鏡頭、RGB 光源、溫控平臺、全自動濾光輪,化學(xué)發(fā)光檢測等,可用于生物發(fā)光、熒光發(fā)光檢測,滿足多種實驗需求。



部分用戶名單



部分發(fā)表文獻(xiàn)


[1]. Bortolini, M., et al., Preliminary characterization of a novel form of progressive retinal atrophy in the German Spitz dog associated with a frameshift mutation in GUCY2D. Veterinary Ophthalmology, 2023.


[2]. Megaw, R., et al., Ciliary tip actin dynamics regulate the cadence of photoreceptor disc formation. bioRxiv, 2022: p. 2022.11. 10.516020.


[3]. Sacaki, C.S., et al., Potential of Human Neural Precursor Cells in Diabetic Retinopathy Therapeutics–Preclinical Model. Current eye research, 2022. 47(3): p. 450-460.


[4]. Kick, G.R., Disease Characterization and Pre-clinical Testing in Canine Models of the Neuronal Ceroid Lipofuscinoses. 2021, University of Missouri-Columbia.


[5]. Kick, G.R., et al., Visual system pathology in a canine model of CLN5 neuronal ceroid lipofuscinosis. Experimental Eye Research, 2021. 210: p. 108686.


[6]. Manna, S., et al., Non-invasive evaluation of toxicity in vitreoretinal domain following insertion of sustained release methotrexate micro-implant. Experimental eye research, 2021. 205: p. 108505.


[7]. Ho, J., et al., Protective effects of PARP1-inhibitory compound in dry age-related macular degeneration. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2021. 133: p. 111041.


[8]. Freitas, H.M., et al., Retrospective and prospective study of progressive retinal atrophy in dogs presented to the veterinary hospital of the Federal University of Parana, Brazil. Open Veterinary Journal, 2021. 11(3): p. 370-378.


[9]. Glickman, R.D. and I. Nasonkin, Comparison of retinal characteristics in two rabbit strains. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2021. 62(8): p. 354-354.


[10]. Bacellar-Galdino, M., et al., Ophthalmic findings in sheep treated with closantel in Curitiba, Brazil. Veterinary World, 2020. 13(5): p. 860.





自研核心,鑄就非凡實力


,作為業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的科研設(shè)備制造商,自2010年成立以來14年始終秉承創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展,自研鑄就精品”的核心理念,致力于科學(xué)儀器的自主研發(fā)與生產(chǎn),目前產(chǎn)品線覆蓋實驗動物飼養(yǎng)、生理信號采集、神經(jīng)科學(xué)研究等多個科研及應(yīng)用領(lǐng)域,不僅在常規(guī)儀器上不斷優(yōu)化升級,更勇于探索前沿技術(shù),推出了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高端科學(xué)儀器。


公司研發(fā)人員占比40%,擁有傳感器、芯片設(shè)計、核心算法等科學(xué)家團(tuán)隊,在產(chǎn)品落地與運營,市場與學(xué)術(shù)推廣,綜合產(chǎn)品方案設(shè)計與應(yīng)用等方面均有專業(yè)的團(tuán)隊提供支持,公司擁有可覆蓋全國的服務(wù)點,技術(shù)服務(wù)能力強大,客戶涵蓋清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、四川大學(xué)華西醫(yī)院、北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院等國內(nèi)外一流研究機(jī)構(gòu)、醫(yī)院。





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