文献速递 | 玉研肺部给药器助力四面体纳米药物精准治疗急性肺损伤

在药物投递领域，纳米技术一直被视为提高药物疗效和减少副作用的潜力股。然而，传统的纳米药物投递系统往往难以在渗透速率和体内保留时间上实现平衡。这一难题限制了纳米药物在急性肺损伤等呼吸系统疾病治疗中的应用。

 

 

近日，四川大学华西口腔医院的研究团队取得了一项进展。他们利用小尺寸四面体纳米载体（tFNAs），通过玉研仪器肺部雾化给药器成功地将microRNA-155 (miR-155)送达急性肺损伤的动物体内，实现了药物的快速渗透和长期驻留。

 

这一创新不仅为急性肺损伤的治疗提供了新的可能，更为未来呼吸系统疾病的药物研发开辟了新的道路。

 

研究背景

以往的纳米投递药物存在一个难题，在渗透速率和保留时间上不能同时兼顾，在保证较长的体内药物维持时间上往往需要更大的粒径，但是这又会导致渗透速度大大降低，因此在实际使用中遇到困难。

 

 

近日，四川大学华西口腔医院林云锋的研究团队在国际材料领域**期刊《Advanced Materials》 （IF=27.4）发表题为“Ultrahigh Pyridinic/Pyrrolic N Enables N/S Co-Doped Holey Graphene with Accelerated Kinetics for Alkali-Ion Batteries”的研究论文，使用小尺寸四面体纳米载体tFNAs将microRNA-155 (miR-155)通过使用玉研仪器肺部雾化给药器进行雾化给药的方式给到急性肺损伤的动物体内，满足了治疗药物的快速渗透和延长驻留时间的双重要求。

 

与最**的 LNPD涂装系统（IR-117-17）相比，tFNA吸入配方具有分散性的固有优势。当转运microRNA抑制剂时，tFNAs在雾化后保持100%的堆积，有效治疗急性肺损伤，降低各类炎症指标。

 

研究方法

雾化稳定性

首先研究团队验证了在使用雾化装置后纳米载体结构的稳定性，使用了玉研仪器的的YAN-30012肺部雾化给药器来确保完整和定量的雾化。下图显示了tfna的合成和雾化过程。

 

 

随后，将雾化过的药液收集起来通过2%琼脂糖凝胶电泳（AGE）以及粒子分析，结果显示，在雾化之前和之后，fnas的电泳条带位置，电位以及粒子大小分布皆无明显差异，在电镜下观察可以看到四面体结构。这些都表明通过玉研仪器肺部雾化给药器进行雾化操作没有影响tFNAs的框架结构。

 

 

载体穿透力

后续又测试了该载体通过人工粘液的能力，将四面体载体和另一种单链载体S1包裹荧光CY5置于人工粘液中，观测穿透过粘液的量随时间的关系。结果显示该种载体渗透效果强于后者。

 

 

四面体载体的渗透性能可能是由于其具有四个顶点的特殊四面体结构，不太可能与粘液成分中的大分子结构纠缠。此外，与脂质体或脂质体-血清外泌体杂化纳米结构相比，在相同孔径和人工黏液体积的体外检测装置中，tfna渗透到下液的速度更快（1.5h内14.3%），而脂质体和类似物在2h后的穿透率低于1%。渗透效率的强弱是影响药物吸收的一个很重要的因素。

 

体内药物吸收效率

体外实验验证了其优秀的稳定性和携带药物穿透屏障的能力，作者团队将其用在小鼠上，观察其体内的效果。首先用小鼠分为两组，分别给予四面体载体和S1载体，通过肺部雾化将带有荧光的载体打入小鼠肺部，观测其不同时间内的分布情况。

 

 

结果如下图所示，四面体载体荧光信号留存时间更强，24小时后依然可以看到很明显的CY5荧光信号，而单链S1载体荧光信号已经很早就消失了。后续的定量测量也是证明了这一结果。

 

 

将肺部组织进行切片，观测其组织细胞层面的荧光，发现四面体载体的荧光信号主要分布于肺上皮细胞（22.53 ± 2.58%）、巨噬细胞（15.83± 0.66%） 和中性粒细胞（15.85±2.45%），这提示其发挥作用与调节局部免疫微环境有关。

 

 

肺损伤治疗效果

最后研究团队将其用于治疗急性肺损伤小鼠的治疗当中，测试其实际的治疗效果。将所有小鼠被随机分配为5组：空白组、LPS组（LPS刺激+ PBS处理）、miR-155抑制剂组（LPS刺激+3000nMmiR-155抑制剂处理）、空载体（tFNA）组（LPS刺激 +1000nMtFNAs处理）和155-载体组（LPS刺激+1000nM155抑制剂-载体处理）。每只小鼠给予50μLofLPS（5mgkg−1），通过腹腔注射途径给药造模。

 

刺激1h后，根据分组，通过玉研仪器肺部雾化给药器定量给予不同的药物50μL。24h后进行切片处理。采集血液和肺组织以进行定量检测。

 

 

结果显示如下：

 

 

 

与肺损伤相关的炎症细胞以及因子，155-载体组都比其他三组要低，接近于空白组，下游的大量分子研究也证实了该药物加载体的组合在炎症控制的显著效果。

 

结论总结

155-载体在急性肺损伤（ALI）治疗中的彰显出独有的吸收留存优势，探究其在炎症修复上的工作机制，作者认为其应用不仅局限于急性肺炎症，还可以扩展到治疗其他需要调节氧化应激反应的过敏性疾病的吸入制剂。在未来，更多的吸入配方可能被开发用于靶向肺疾病，如慢性阻塞性肺疾病（COPD），以增强疗效和减少不良反应。

 

在本研究中，玉研仪器自主研发生产的肺部雾化给药器，以其精细雾化、精准定量的优势，进一步提高了药物的生物利用度，助力四面体纳米药物精准治疗急性肺损伤疾病。

 

肺部液体雾化给药器——呼吸系统疾病研究的利器

 

 

玉研仪器肺部液体雾化给药器是专门为小鼠、大鼠、豚鼠等小动物设计，可精确定量进行气管内雾化给药的装置。

 

可将微量的液体定量通过集成在不锈钢毛细插管中的气溶胶雾化微喷头雾化，毛细插管可深入动物的气管处，实现气管内定量雾化成气溶胶给药。

 

相较于传统口服或注射给药，药物可直接作用于肺部，适用于肺部生理、病理、药理学研究。

 

先进的液体雾化技术

90%药物雾化直径＜30μm，可均匀分布于大小鼠肺部组织中。

 

 

药物雾化粒径分布图

 

※委托北京中科光析化工技术研究所（CNAS认可机构）测试分析

 

 

精确控制给药量

气管内直接给药，无首关消除，药物直接且均匀地覆盖目标细胞。

 

气管内滴入（A）与气管内雾化（B）伊文斯蓝溶液在肺组织的分布

 

操作简便

分体式结构，根据指导注入药物后按压活塞可快速完成肺部给药，无需后续操作。

 

 

CE认证

具有欧盟CE认证，产品已远销全球多个知名学府及研究机构。

 

 

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