近年来,用于修复周围神经的神经包裹材料的发展前景看好。通过在这种材料中加载治疗剂,例如具有神经再生特性的非甾体抗炎药布洛芬,可以实现改善再生的药理作用。在这项研究中,四种市售聚合物(聚乳酸 (PLA)、聚己内酯 (PCL) 和两种含有不同 PLA 与 PCL 比例的共聚物)被用于通过混合静电纺丝制造载有布洛芬的神经包裹材料。体外手术处理实验确定含有 PLA/PCL 70/30 摩尔比共聚物的配方最适合体内植入。在大鼠模型中,从静电纺丝材料中释放的布洛芬显著提高了坐骨神经挤压后 21 天恢复期内轴突生长和感觉恢复的速度。此外,神经节段的 RT-qPCR 分析表明,布洛芬的抗炎和神经营养作用在植入后 21 天仍可观察到。这表明本研究开发的配方可能具有改善体内神经再生的潜力。
一、简介
改善周围神经损伤 (PNI) 后的临床结果仍然是一个挑战。正在探索多种途径来克服这个问题,从开发显微外科技术到组织工程解决方案和细胞疗法。肌肉的慢性失神经支配会导致萎缩,而远端神经残端的长期失神经支配会导致施万细胞丧失为轴突再生提供支持环境的潜力。因此,通过加快再生速度,可以通过快速重新支配远端神经和靶器官来改善功能恢复。已经确定了一系列可以增加神经损伤后再生率的生长因子和小分子。例如,非甾体抗炎药 (NSAID) 布洛芬已显示出加速神经再生的潜力。这被认为是通过其对过氧化物酶体增殖激活受体γ (PPARγ) 的激动作用,导致神经突延伸作为 Ras 同源物家族成员 A (RhoA) 失活的功能。
虽然有助于 PNI 恢复的药物可以全身给药,但这在将药物靶向损伤部位方面带来了许多挑战,可能导致严重且有害的脱靶副作用。这些问题可以通过使用载药生物材料来克服,这些生物材料可以将治疗剂直接输送到作用部位,最大限度地减少与全身给药相关的副作用并最大限度地提高其疗效。
载药合成生物材料可以使用静电纺丝来制造。在这种方法中,聚合物溶液通过带电针(喷丝头)喷射到收集器上。金属收集器和喷丝头之间保持的电场促进了电纺溶剂的蒸发,从而形成具有可调机械和物理化学性质的纤维结构。人们已经探索了一系列用于制备电纺神经修复材料的药用聚合物。聚己内酯 (PCL) 和聚乳酸 (PLA) 以及聚丙交酯-共己内酯共聚物可能是最常用的,因为它们的降解速度慢,生物相容性描述良好。最近,我们表明,从乙烯醋酸乙烯酯和聚乳酸-共乙醇酸电纺包裹物中控制释放布洛芬可以改善大鼠坐骨神经损伤模型的功能和组织学结果。在 PNI 动物模型中,已经探索了几种其他载药电纺配方,但尚未详细报道其处理特性。
因此,本研究的主要目的是生产一种以合成生物材料为基础的神经包裹物,以持续的方式释放布洛芬。我们着重于转化,在此重点关注制造用户友好的材料,这些材料可以在手术环境中轻松包裹神经。我们探索了将布洛芬钠封装在四种市售聚合物中,以配制具有适当机械和药物释放特性的电纺神经包裹物。然后在大鼠坐骨神经挤压模型中体内测试从其中一种生物材料中洗脱出的布洛芬的治疗效果。
二、材料和方法
2.1. 实验材料
PURASORB 05、PURASORB 7015 和 PURASORB 8516 样品由 Corbion 提供。聚(ε-己内酯)(80 kDa)、六氟-2-丙醇和布洛芬钠盐购自 SigmaAldrich。神经丝-H 一抗由 Eurogentec 提供。DyLight-549 山羊抗鼠二抗购自 Vector 实验室。
2.2. 布洛芬制剂的电纺丝
电纺丝纤维是使用 Fluidnatek LE-50 电纺丝仪 (Bioinicia) 制造的。将聚合物以 17% w/v 的浓度溶解在六氟-2-丙醇 (HFIP) 中,搅拌直至聚合物完全溶解 (约 12 小时)。将布洛芬钠盐添加到聚合物溶液中,再搅拌 60 分钟,以达到 1:10 w/w 的药物与聚合物的比例。然后将药物-聚合物溶液装入 3 mL 注射器中,通过 0.7 mm 内径针头喷射。实验在 25 ± 2 ℃ 和相对湿度 35 ± 10 % 下进行。将纤维收集在心轴 (直径 25 mm) 上的烘焙纸上,以 200 rpm 的速度旋转,从喷丝头到收集器的距离为 14 cm。喷丝头以 50 mm/s 的速度在 60 mm 的距离上与收集器平行扫描,以将纤维均匀分布在心轴上。完整的实验细节见表 1。
表 1. 用于生产载布洛芬材料的最终优化电纺丝参数总结。
东莞市富临塑胶原料有限公司 是 Bioinicia Fluidnatek 在中国的合作伙伴,富临塑胶为中国客户提供“服务”和“Fluidnatek静电纺丝设备”供应。
2.3. 配方特性
从每种纤维配方中切下约 0.5 cm × 0.5 cm 的样品。将样品安装在带有碳涂层粘合片的铝制短管 (TAAB Laboratories) 上,并在氩气气氛中用 20 nm 金 (Q150R 涂层机,Quorum) 溅射涂层 5 分钟,并使用连接到二次电子探测器的六硼化铈热电子丝扫描电子显微镜 (Phenom Pro,Thermo) 进行分析。使用 ImageJ J.53 K 软件从三张 SEM 图像中计算出纤维的直径,最小样本量为 100 根纤维。使用 Bose ElectroForce(3200 Series II,TA Instruments)和 WinTest 7 软件进行拉伸机械测试。制备的材料样品尺寸为 7 mm × 3 mm,使用数字材料厚度计(Fowler Pro-max)测量厚度,然后使用标距长度为 3 mm 的钛夹钳夹紧样品。使用 0.17 mm/s 的应变速率对样品进行准静态拉伸测试,以获得应力-应变关系数据,并根据应力-应变曲线上升线性部分的斜率计算杨氏模量。
2.4. 布洛芬释放研究
将每种制剂约 5 mg 放入 28 mL 玻璃瓶中,并加入磷酸盐缓冲盐水 (PBS)(1.0 mL,pH 7.4)。然后将样品放入振荡培养箱(Incu-Shake MINI,SciQuip)中,温度设置为 37 ℃,转速为 120 rpm。在预定的时间点从释放介质中收集等分试样(0.2 mL),并用相同体积的新鲜预热介质补充释放介质。使用紫外分光光度计(SpectraMax M2,Molecular Devices)在 222 nm 的波长下测量布洛芬含量。每种配方重复测试三次,结果以平均值±SEM(n = 3)表示。
2.5. 体外手术处理研究
组织幻影由猪皮明胶(Sigma-Aldrich,去离子水中每毫升 0.02 g)和琼脂(Fluka BioChemika,去离子水中每毫升 0.1 g)的混合物制备。将单独的溶液搅拌并加热,直至溶液澄清(约 90 ℃)。然后将明胶和琼脂以 40% 明胶和 60% 琼脂的体积比混合,并在加热(90 ℃)下再搅拌 60 分钟。为了制作幻影,将 4.5 mL 制备好的凝胶倒入塑料培养皿(直径 30 毫米;图 S1)。将一条硅胶管(外径 = 7 毫米)放入培养皿中,在凝胶表面形成凹槽。凝胶凝固后,在凹槽两端的培养皿上钻孔,然后取出 7 毫米管,将外径为 1.94 毫米的硅胶管穿过孔并绑在适当位置。明胶/琼脂凝胶表面凹槽内的直径为 1.94 毫米的硅胶管模拟了神经修复手术中遇到的肌肉平面之间暴露的神经(尺寸类似于大鼠坐骨神经)。通过添加 2 滴 Neg-50(Richard-Allan Scientific)来完成组织模型,以模拟体内环境的湿度。
使用双盲用户体验研究 (图 S2) 调查了四种电纺配方的处理性能。该研究在受控环境中进行。将电纺平板切成 1 厘米 × 1 厘米的碎片,并装在小瓶中呈现给参与者。使用数字卡尺 (Fowler Pro-max) 测量每个样品的平均厚度三次,结果以平均值 ± SEM (n = 9) 表示。共有 7 名具有显微外科、解剖或神经包裹经验的成年人被要求在两部分调查中评估配方 (图 S3)。调查的第一部分侧重于一般材料结构特性,旨在了解参与者对他们在手术环境中处理材料时的表现的期望。在完成调查的第一部分之前,参与者被指示从小瓶中取出样品并用镊子处理以研究其机械性能。第二部分涉及在 PBS 中润湿样品,并尝试将材料包裹在外周神经模型中的硅胶管上,以模拟体内植入程序。在对所有样品进行评分后,要求参与者按偏好顺序对所有配方进行排序(强制选择排序)。使用关键字面板和评论部分来获得配方的定性描述。从每项研究的视频记录中测量参与者将配方包裹在外周神经模型上所花费的时间(植入时间)。
2.6. 大鼠坐骨神经挤压模型中的神经包裹性能
所有涉及动物的实验程序均按照英国《动物(科学程序)法》(1986 年)、欧洲共同体理事会指令(86/609/EEC)进行,并经 UCL 动物福利和伦理审查委员会批准。总共 26 只体重在 225 至 250 克之间的雄性 Wister 大鼠(Charles River)用于以下实验(包括图 S7 中所示的试验)。使用 G*Power(版本 3)进行功率分析,计算两个实验组(布洛芬负载材料或空白对照材料)各包括 8 只动物。还包括一个没有材料的挤压对照组(n = 6)。在麻醉下,将左坐骨神经暴露在大腿中部水平,并使用一对 TAAB 4 型镊子造成挤压伤。镊子在神经上完全闭合 15 秒,然后再重复两次,保持镊子垂直于神经并在每次挤压应用之间将其旋转 45°。然后用 10-0 缝线标记挤压点,然后用 1 cm × 1 cm 的空白或布洛芬纤维片包裹神经(图 1)。用 4-0 缝线缝合肌肉组织,用不锈钢伤口夹缝合皮肤。所有动物均接受 Rimadyl(4 mg/kg,皮下注射),伤口缝合后用兽医伤口粉治疗。每天对动物进行监测,持续 21 天,然后使用过量麻醉剂进行宰杀。
图 1. 照片显示了大鼠坐骨神经挤压模型中电纺丝材料植入过程的各个阶段。
2.7. Von Frey 感觉恢复评估
将动物放置在高架网格上,让其适应环境 5 分钟。将 Von Frey 细丝(0.008 g – 300 g)通过网格压在动物后爪中心。通过在细丝刺激后爪子的缩回来确定反应。通过减少刺激直到没有检测到反应来记录阈值反应。该过程在手术前进行,以记录基线感觉,并在手术后每 3 或 4 天重复一次,直到实验结束。
2.8. 神经样品制备
去除电纺神经包裹物,切除修复的神经,距离挤压部位近端和远端 6 毫米,并从损伤部位远端 21 毫米的腓总神经中取一段(图 S4)。将这些神经段在 4% 多聚甲醛 (PFA) 中固定过夜,在 4 ℃ 下进行组织学分析。剩余的神经组织立即在液氮中速冻,并储存在 -80 ℃ 下,以用于 qPCR 分析。
2.9. RNA 提取和实时 qPCR
根据制造商的说明,使用 RNeasy Plus Mini Kit (Qiagen) 提取总 RNA。使用 GoScript 逆转录酶试剂盒 (Promega) 合成 cDNA。使用 QuantStudio 3 仪器 (Applied Biosystems) 进行 RT-qPCR,并使用 QuantStudio 设计与分析软件 (Applied Biosystems) 进行分析。使用 Power SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) 进行 PCR 反应。通过在 PCR 结束时执行熔解曲线来分析产物。数据标准化为 3 个参考基因的 mRNA 表达:β-2 微球蛋白 (B2m)、次黄嘌呤磷酸核糖基转移酶 1 (HPRT1) 和核糖体蛋白 S18 (RPS18)。qPCR 的引物序列列于表 2 中。所有数据均以平均值 ± SEM 表示。使用 GraphPad Prism 9.0 版进行统计分析。使用 Kolmogorov-Smirnov 检验来评估分布的正态性。对 RT-qPCR 数据使用双尾非配对 t 检验或 Mann-Whitney 检验(*P < 0.05 和 **P < 0.01)。
表 2. qPCR 实验中使用的引物序列列表。
2.10. 冷冻切片
将固定的神经样本从 PFA 中取出,放入 PBS 中 24 小时,然后依次在 15% 和 30% 蔗糖中冷冻保护 24 小时。然后将这些样品放入 1:1 v/v Neg50(Richard-Allan Scientific)和 30% 蔗糖中,并在液氮中速冻。使用低温恒温器 (HM525Mx) 从距挤压部位 5 mm 和 21 mm 处制作厚度为 10 μm 的横截面,然后将其放在玻璃载玻片 (Superfrost Plus, Thermo Fisher Scientific) 上进行免疫组织化学分析。
2.11. 免疫组织化学
将神经冷冻切片在室温下用免疫染色缓冲液 (PBS 中的 0.3% Triton-X100) 清洗 5 分钟,以去除任何残留的 Neg-50。使用免疫染色缓冲液中的 10% 马血清制备封闭溶液,并将切片孵育 30 分钟,然后用一抗 (1:1000 神经丝;Eurogentec,PBS 中的 0.3% Triton X100 和 10% 山羊血清) 在 4 ℃ 下孵育过夜。用免疫染色缓冲液清洗神经冷冻切片,然后在室温下用 1:400 DyLight 549 在免疫染色缓冲液中孵育 45 分钟。在 PBS 中清洗神经切片,并使用 VectaShield(Vector Laboratories)安装后进行成像。
2.12. 显微镜和图像分析
使用蔡司 LSM710 共聚焦显微镜获取平铺扫描共聚焦图像。使用 Volocity 软件(Perkin Elmer)开发的自动图像分析协议,从神经的两个区域(坐骨神经和腓总神经)计数神经丝阳性轴突。
三、结果与讨论
3.1. 布洛芬制剂的静电纺丝
选择了一种简单的单轴混合静电纺丝方法,而不是更复杂的设置(例如同轴静电纺丝),以促进神经包裹制造工艺的潜在扩大。选择了市售且常用的药用聚合物,以加速配方未来的临床转化。将纳米纤维收集到旋转心轴上,喷丝头扫描指定距离(6 厘米),以确保单个纤维分布均匀,并控制整个纤维垫的厚度。配方是在受控环境条件下制造的(温度 25 ± 2 ℃ 和相对湿度 35 ± 10 %),以防止温度和湿度波动。
支架的扫描电子显微照片(图 2A)显示成功制造了光滑的圆柱形纤维,没有可见缺陷,表明电纺丝条件得到了适当的优化。所有配方都表现出纤维直径的单峰分布(图 2B)。基于 PCL 的配方(PLA/PCL 85/15 和 70/30 以及 PCL)显示平均纤维直径为 800-1000 nm,而由 PLA 电纺制成的纤维显示相对较小的平均直径,为 476 ± 113 nm。
本研究中测试的所有聚合物水解速度较慢(6 个月以上)。因此,我们预计布洛芬会通过扩散从电纺纤维中洗脱出来。当遵循这种药物释放机制时,增加纤维直径应该会导致释放时间延长,因为药物需要扩散才能到达溶液的路径会延长。这确实在药物释放实验中观察到(图 2C),其中 PLA 纤维在第一个小时内显示出最高的爆发释放,为 78.3 ± 6.5%。PLA/PCL(70/30)的初始释放最慢,其次是 PLA/PCL(85/15)和 PCL。所有含有 PCL 的配方均表现出超过 21 天的缓释期。
图 2. 配方特性总结。扫描电子显微照片 (A) 显示圆柱形纤维没有可见缺陷。纤维直径直方图 (B) 显示所有测试配方的单峰分布。累积布洛芬释放数据 (C) 显示初始爆发释放,随后是 21 天内的持续释放期(每种配方都进行了三次测试,结果以平均值 ± SEM (n = 3) 表示)。
3.2. 体外手术处理实验
虽然通常会报告用于治疗周围神经损伤的电纺材料的表面疏水性(图 S5A)或机械性能(例如杨氏模量)(图 S5B),但结果往往不能反映整体手术处理经验。因此,我们开发了一项基于调查的用户体验研究,用于在体内研究之前筛选神经包裹材料。为了尽量减少动物的使用,我们创建了一个完全合成的组织模型,旨在模拟大鼠坐骨神经挤压模型的体内环境(图 S1)。我们邀请了一组具有周围神经显微手术经验的参与者对四种电纺配方进行评估,反映它们的一般处理性能(例如可撕裂性或可拉伸性)以及包裹周围神经模型的能力(图 3A)。每个样品处理测试都进行了视频录制(图 S6)。PLA 被描述为“易碎”、“易碎”、“脆弱”、“易撕裂”和“易碎”,而含有 PCL 的样品(PLA/PCL (70/30)、PLA/PCL (85/15)、PCL)则被描述为“坚固”、“柔韧”和“坚固”。这与之前发表的研究结果呈正相关,这些研究描述了电纺 PCL 支架在组织工程应用中的良好机械性能。将材料牢固地包裹在周围神经模型周围所需的时间约为 50-100 秒,并且不同配方之间的包裹时间没有显著差异(图 3B)。
电纺植入物的厚度是一个重要参数,因为它会影响整个产品的机械性能,从而影响其操作和手术植入性。尽管用于制造电纺纤维的聚合物质量对于所有测试配方都是均匀的(约 290 毫克),但在整体电纺材料厚度方面观察到了明显的差异。PLA、PCL 和 PLA/PCL (70/30) 配方的平均厚度为 40-60 微米(图 3C),参与者将其描述为“薄”。相反,由 PLA/PCL (85/15) 制备的纤维明显更厚(140 微米)。根据参与者提供的评论,可以清楚地注意到 PLA/PCL (85/15) 的厚度较大,他们将其描述为“厚”和“有可能解开”。
图 3. 体外手术处理实验总结。视频录制中的静态画面显示了电纺丝纤维缠绕合成神经模型的不同阶段 (A)。记录用于测量成功将纤维缠绕在模拟神经的硅胶管上所需的时间(B;数据以平均值±SEM 表示;n = 7(PLA 和 PCL),n = 7 重复(PLA/PCL 85/15 和 PLA/PCL 70/30))。参与者被要求在处理材料时评论整体包裹性能。材料厚度的差异(C;数据以平均值±SEM 表示,n = 9。单因素方差分析和事后 Tukeys 多重比较检验,****P < 0.0001)反映在体外处理调查的开放式答案中。强制选择排序 (D;数据以平均值 ± SEM 表示,n = 7 (PLA 和 PCL),n = 14 (PLA/PCL 85/15 和 PLA/PCL 70/30)) 确定了最适合进一步体内研究的配方 (PLA/PCL 70/30)。
参与者还被要求按偏好顺序对配方进行排序(强制选择偏好,不允许平局),其中“1”表示最喜欢,“6”表示最不喜欢。总体而言,PLA/PCL 70/30 得分最高,紧随其后的是 PCL、PLA/PCL 85/15 和 PLA。最后,我们要求参与者总结他们的发现,确认他们是否愿意在体内环境中植入测试材料(图 S7)。PLA/PCL 70/30 再次成为明显的热门,积极反应率约为 93%,其次是 PCL(约 71%)、PLA/PCL 85/15(约 50%)和 PLA(约 14%)。
根据体外手术处理评估以及良好的布洛芬释放曲线,PLA/PCL(70/30)被确定为进一步体内研究的候选配方。在大鼠坐骨神经挤压模型 (n = 2) 中开展的一项初步研究旨在比较 PLA/PCL (70/30) 的体外处理特性与体内观察结果,以及对纤维化的宏观评估。空白和含有布洛芬的制剂 (图 S8A) 都很容易包裹坐骨神经 (图 S8B),这与体外处理实验的结果一致。在体内 28 天后,在植入物周围没有观察到明显的纤维化 (图 S8C),植入物在结构上保持完整,并且可以轻松地从神经中取出,这表明 PLA/PCL (70/30) 适合用作神经包裹制剂。体内植入时间 (图 S8D) 与体外环境中测量的时间 (图 3B) 相当,这进一步证明了外周神经模型适用于材料筛选。
3.3. 电纺纤维释放的布洛芬具有治疗作用
为了研究纤维释放的布洛芬对损伤后神经元生长的影响,进行了大鼠坐骨神经挤压模型研究。在该模型中,挤压部位远端的轴突退化,然后再生以可预测的方式从近端神经节段返回目标器官,3 周后可检测到特定功能的恢复,从而可以测试调节再生率的治疗效果。动物在手术后 21 天被宰杀,并在损伤部位远端 5 毫米和 21 毫米处评估神经组织切片。21 毫米远端位置位于坐骨神经的腓总支内,而 5 毫米远端位置位于分支点近端。图 4 显示了免疫染色的组织切片示例,用于检测来自神经 5 毫米和 21 毫米区域的神经丝(图 4A)以及通过量化所有动物的切片确定的轴突计数(图 4B)。
在本研究中,我们观察了挤压部位 5 毫米远端神经组织中的轴突数量,以及深腓总神经(挤压部位 21 毫米远端)内的轴突数量。虽然在坐骨神经 5 毫米远端区域内未观察到轴突数量的显著差异,但布洛芬组在 21 毫米区域内的轴突数量增加了 1.3 倍,这是显著的(P = 0.0008)。这与局部布洛芬给药加速轴突生长速度相一致,von Frey 数据(图 4C)进一步支持了这一观点,该数据显示不同治疗之间存在显著差异(P = 0.02),表明布洛芬组的恢复情况有所改善。此前已证明,通过渗透性微泵在 3 个月内全身输送布洛芬可增加胫神经损伤模型中的总轴突面积。研究人员随后证明,布洛芬在体外可增加神经突生长的速度,并在体内局部给药时改善神经挤压后的再生。本研究提供了额外的证据支持局部给药布洛芬在神经损伤后提供益处,首次引入了具有最佳处理性能的电纺 PLA:PCL(70/30)可降解生物材料。
图 4. 坐骨神经挤压伤 21 天后大鼠神经 5 毫米和 21 毫米远端区域内的神经切片代表性图像 (A)。挤压伤部位远端 5 毫米和 21 毫米神经的横截面的轴突计数 (B)。比例尺 = 50 μm,插入比例尺 = 500 μm (5 mm) 和 200 μm (21 mm)。挤压对照(无纤维)神经丝阳性轴突 = 1471 ± 305。所有数据均以平均值 ± SEM 表示,n = 8(实验组),n = 6(挤压对照)。非配对 t 检验,***P < 0.001。21 天恢复期内两个挤压伤组的 Von Frey 感觉测量值(C)。双向方差分析显示空白组和布洛芬治疗组之间存在显着差异(P = 0.02)。
3.4. 布洛芬的分子效应持续 21 天
先前的研究表明,布洛芬在神经损伤后的积极作用可能是由于它在再生神经元内充当 PPARγ 激动剂,但这没有考虑到除神经元之外的多种细胞类型的参与,或布洛芬抑制环氧合酶的能力。因此,本研究使用 RT-qPCR 分析探索了局部给药布洛芬引起的神经组织中的一些分子变化。在挤压和施用布洛芬或空白纤维 21 天后,分析了 5 至 21 毫米区域之间的远端神经组织中与关键抗炎和神经再生过程相关的基因表达变化(图 5)。
图 5. 用布洛芬纤维治疗会改变远端坐骨神经中生长因子和炎症标志物的表达。挤压伤后 21 天远端坐骨神经中生长因子、炎症标志物和巨噬细胞标志物的 mRNA 相对表达。结果相对于设置为 100% 的空白纤维组(空白)表示。数据以平均值 ± SEM 表示,n = 8;使用 Kolmogorov-Smirnov 检验来评估分布的正态性;t 检验或 Mann-Whitney 检验(*P < 0.05 和 **P < 0.01)。
受伤后 21 天,发现布洛芬纤维组的神经营养因子 Ngf 和 Gdnf 的 mRNA 相对表达显着升高,与空白纤维组水平相比,表达变化倍数分别为 129.6 ± 5.6 % 和 265.4 ± 76.8 %。此外,治疗组的 Bdnf 和 Lif mRNA 表达进一步增加(分别为 233.6 ± 62.0 % 和 190.4 ± 53.3 %),尽管这些差异并不显着。尽管已证明 NSAID 可通过抑制 COX 促进体外 NGF 分泌,但它们对体内神经营养因子上调的影响尚不明确。本研究观察到神经损伤后神经营养因子表达的上调表明,布洛芬可能对神经再生具有生长因子介导的作用,但这需要进一步研究以了解其潜在机制。此外,我们观察到 Il10(一种通常与抗炎反应相关的细胞因子)的 mRNA 表达与空白纤维组相比显着增加至 208.0 ± 29.5%。有趣的是,与空白纤维组相比,全巨噬细胞标志物 Cd68 的表达减少了 58.4 ± 9.0%。研究人员在神经退行性小鼠模型中也报告了这一点,其中布洛芬显着降低了 Cd68 的表达。与空白纤维相比,布洛芬组的 Cd86、Ccl3 和 Tnf 均表现出适度(但不显著)的表达减少。这与先前的研究一致,这些研究表明,当布洛芬局部输送到肌腱损伤模型时,Tnf 表达几乎没有变化。
这些结果表明,药物对神经组织的影响在体内至少持续 21 天。这可能是由于布洛芬的持续释放导致持续暴露,或由材料释放的负荷剂量引起的持久变化。进一步的研究应该探索这种现象,以了解布洛芬改变神经组织基因表达和再生率的机制。这反过来可能会影响未来用于局部输送布洛芬的生物材料的开发,优化配方以提供药物的控制释放。
四、结论
在本研究中,我们成功创建了四种不同的载有布洛芬的电纺神经包裹材料。我们进一步提出了一种使用合成神经组织幻影的体外材料处理模型,该模型被证明是一种有用的工具,可用于筛选生物材料配方,以确定其是否可用作神经包裹。随后,我们使用具有适当处理特性的配方在老鼠模型的挤压伤后将布洛芬输送到神经,从而改善了结果指标。在 21 天时观察到药物洗脱材料的持续作用,特别是神经营养因子的上调。总体而言,本研究的结果进一步证实了使用神经包裹电纺材料进行小分子药物输送的有益作用。
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