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【惟视资讯】磁性微泵——抗VEGF药物不需要反复注射啦!

视远惟明·惟视眼科  · 公众号  ·  · 2018-08-27 17:40

正文


编者按:

抗VEGF药物玻璃体腔注射是目前治疗视网膜和脉络膜新生血管性疾病的首选方法。然而该方法的主要缺点为需要进行周期性药物注射。这不仅增加了注射相关风险,同时也造成了患者的经济和精神负担。近期,韩国的Jungyul Park等发明了一种玻璃体内植入式带有微型止回阀的磁性微泵,能够按需对血管内皮生长因子受体(VEGFR)靶向给药,一起来了解一下吧!

该装置根据外部磁场的磁性膜组件的偏转实现精确的按需药物释放,膜组件由薄的弹性聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜和圆柱形磁性纳米颗粒-PDMS复合块组成。 另外,将两个PDMS层组成的微型止回阀集成到微型泵中,以实现类似二极管的单向药物输送并防止不需要的药物扩散(图1)。为了特异性靶向结合VEGFR并抑制VEGF诱导的微血管内皮细胞增殖,研究者合成了抗Flt1金纳米复合物(图2)。



图1. 磁性微泵的工作原理。 (a)固定在睫状体上的玻璃体内可植入磁性微泵的示意图。 (b)微型泵的横截面图。类似二极管的单向输送:(c)关闭止回阀并且可以在没有致动的情况下防止药物的扩散。(d)打开止回阀并且通过致动向上释放药物。



图2. (a)合成抗Flt1金纳米复合物的示意图。 与HRMEC中的非靶向裸金纳米颗粒(b)相比,光学显微镜图像显示出更高的抗Flt1金纳米复合物(c)的累积。 共聚焦荧光显微镜图像显示在孵育3小时(d)后抗Flt1金纳米复合物的膜周分布,表明与VEGFR的结合亲和力,以及随后孵育过夜后的细胞内摄取(e)。


使用嵌入合成药物(抗Flt1金纳米复合物)的微泵,研究者进行了视网膜病变治疗的体外(图3)、及体内(图4)实验。结果表明该装置能够特异性地以视网膜微血管内皮细胞为靶向,有效并按需递送药物至兔眼黄斑区。 此外,抗Flt1金纳米复合物能够特异性结合视网膜微血管内皮细胞,并抑制其增殖。



图3. (a)根据施加的磁场强度(109mT)释放抗Flt1金纳米复合物的连续图像。 比例尺为500μm。 (b)N次手法(N = 1,10,30,50)后细胞吸收的药物的荧光图像和(c)通过ICP-MS测量金纳米粒子浓度的释放药物的定量分析。 虚线和实心圆分别代表理论值和测量值。 (d)与未处理的视网膜血管内皮细胞相比,抑制VEGF介导的增殖超过33%,泵释放的抗Flt1金纳米复合物的细胞毒性增强。




图4. 磁性微型泵附有缝合片用于体内实验。 描述微泵植入的外科手术过程的图像包括(b)睫状体平坦部的巩膜切开术,(c)微型泵植入和(d)伤口缝合。 (e)用于在兔眼中致动植入的微型泵的实验装置。 体内实验的详细程序显示在补充视频S3中。 (f)药物释放后提取的兔眼球的光学显微镜图像和(g)兔子玻璃体液中磁性泵释放的抗Flt1金纳米复合物的荧光成像。 来自纳米复合物的荧光信号在用玻璃体内基质中的扩散迹线泵送后2小时出现在黄斑区域,如白色箭头所示。


总结:

该磁性微泵和抗Flt1金纳米复合物具有很大的应用潜能,可以在人眼或其他器官中按需并长期释放药物,无需电源。







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