新型生物材料[PEAD:肝素]包裹FGF2对C57BL/6小鼠皮肤创面愈合作用研究

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背景与目的:创面愈合是一个动态的过程,依赖于多种细胞因子、酶及细胞的共同协调。碱性成纤维细胞生长因子(FGF2)己被证明有加速创面愈合的作用,但其缺点是半衰期较短,需频繁给药,因此具备缓释功能的新型药物递送系统急需被开发。本研究旨在以前期开发的一种以肝素为基础的、具有生物活性的聚阳离子来控制释放FGF2,增强其生物活性,评价聚合物肝素-FGF2@PEAD对小鼠皮肤急性损伤的修复作用。  方法:制备肝素-FGF2@PEAD药物递送系统,通过Western blot检测FGF2的包载量,利用扫描电镜观察其内部形态,以及通过ELISA研究药物递送系统对FGF2的释放。  建立C57BL/6小鼠皮肤全层切除创伤模型。4%水合氯醛(0.01 ml/g)腹腔注射麻醉,剃去老鼠背部毛发,并用脱毛膏去除干净。采用圆形皮肤打孔器在其背部做两个直径为6 mm的创面,剖面用环形胶圈固定(内径8 mm,外径16 mm,厚度0.5 mm),防止皮肤由于皱缩而愈合。  为防止药物交叉影响,每只动物的创面给予相同处理。动物随机分为四组,分别是对照组(生理盐水)、空白载体组(肝素@PEAD)、单纯FGF2组和FGF2团聚体组(肝素-FGF2@PEAD),单剂量(1.6μg FGF2/创面,给药体积为10μl)给药。分别在第0、7、10、14、17天测量创面面积。创面愈合率(%)=(造模第一天创面面积-取材日创面面积)/造模第一天创面面积×100%。药物干预7天后,取皮肤组织(每组4个组织):17天后,处死剩余动物,取皮肤组织,包埋切片。HE染色、马森染色评价组织形态变化以及胶原的产生;免疫组化法检测组织中细胞角蛋白、PCNA和VEGF的表达;免疫荧光法检测组织中CD31和α-SMA的表达,评价血管再生。  结果:  1.体外实验表明,新型药物递送系统包载10μg FGF2,在上清中检测到的FGF2几乎可以忽略不计,包载率为93%。扫描电镜结果显示,肝素@PEAD内部形态呈丝绸状。FGF2可从团聚体中缓慢释放,第一天释放率为13.2±0.7%,持续到第17天时,共计有56.1±3.4% FGF2释放。  2.体内实验表明,肝素-FGF2@PEAD可以加速小鼠皮肤创面愈合。在第7天时,生理盐水组、肝素@PEAD组和单纯FGF2组愈合率相近,分别是14.5±4.1%、14.2±7.0%、13.8±3.3%,肝素-FGF2@PEAD愈合速度最快,可加速创面愈合。在第17天时,与生理盐水组(72.9±4.6%)、肝素@PEAD组(76.4±10.8%)和单纯FGF2组(78.2±6.7%)相比,肝素-FGF2@PEAD组(98.2±2.6%)创面愈合效果最好。  3.苏木精-伊红染色和马森染色表明肝素-FGF2@PEAD通过促进伤口肉芽组织形成和胶原沉积,促使创面再上皮化发生,加速创面愈合。  4.免疫组化结果表明肝素-FGF2@PEAD组中细胞角蛋白表达升高,PCNA的表达增加,VEGF的表达上调,促进伤口部位细胞增殖和组织修复。  5.免疫荧光结果表明肝素-FGF2@PEAD可上调肉芽组织中CD31和α-SMA的表达,增加血管的生成,给伤口部位提供营养支持。  结论:新型药物递送系统肝素-FGF2@PEAD控制释放FGF2作用于小鼠皮肤全层切除模型,促进伤口肉芽组织的形成、胶原沉积和再上皮化的发生,加速细胞增殖、上调VEGF表达和血管生成,从而加速剖面愈合。控制释放FGF2对皮肤伤口愈合相当重要,因此,肝素-FGF2@PEAD递送系统对未来治疗慢性伤口提供数据支持。
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