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苏大李刚、郑兆柱和苏大附一院李峰合作 ACS BSE: 丝素蛋白基药物缓释功能输尿管支架
2023-12-27  来源:高分子科技

  输尿管狭窄是泌尿系统中的常见病症之一,若得不到及时治疗,会引发肾积水、尿毒症和肾衰竭等各种并发症。输尿管支架是临床中治疗输尿管狭窄常见的植入材料,但由于目前临床上应用的输尿管支架不可降解、生物相容性较差且不具备抗狭窄功能,术后愈合效果差。为此,他们设计了具有抗狭窄功能的复合结构载药输尿管支架。采用聚对二氧环己酮(Polydioxanone, PDO)单丝编织了支架骨架材料,并以丝素蛋白(Silk fibroin, SF)为基材搭载了雷帕霉素(Rapamycin, RAPA)和紫杉醇(Paclitaxel, PTX)两种抗狭窄药物; 该支架具有良好的药物缓释性能,对成纤维细胞和平滑肌细胞均有显著抑制作用。大鼠体内生物相容性显示,该支架能够抑制成纤维细胞的过度生长和胶原沉积,从而达到抗狭窄的目的。


  2023124日,苏州大学现代丝绸国家工程实验室李刚教授、郑兆柱副教授和苏大附一院李峰副主任医师合作,设计开发了一种具有抑制炎症和抗狭窄功能的丝素蛋白基可降解载药输尿管支架。该项工作以“Anti-stricture ureteral stents with braided composite structure and surface modification with anti-stenosis drugs”为题发表在国际学术期刊ACS Biomaterials Science & Engineering上(DOI: 10.1021/acsbiomaterials.3c00781)。苏州大学硕士研究生立蓉李露为共同第一作者,苏州大学李刚教授、郑兆柱副教授和苏大附一院泌尿外科副主任医师李峰为共同通讯作者。该工作得到了科技部国家重点研发计划、科技部国际合作司项目、国家自然科学基金面上项目和江苏省先进纺织工程技术中心项目的支持。


  团队采用纺织成型的方法将PDO单丝编织成中间骨架材料,并以丝素蛋白为基材搭载RAPAPTX两种抗纤维化和狭窄药物,分别作为编织PDO支架的内层和外层材料。系统研究了该输尿管支架的力学性能、表面形貌、表面亲疏水性和药物缓释等性能,并运用细胞实验和动物实验验证载药丝素蛋白膜输尿管支架的生物相容性和抗纤维化功能。结果显示该支架具有良好的药物缓释性能,对成纤维细胞和平滑肌细胞均有抑制作用。大鼠皮下植入结果显示,该载药输尿管支架能够抑制成纤维细胞的过度生长和胶原沉积,从而避免炎症和再狭窄等并发症。因此,该输尿管载药支架在治疗输尿管狭窄方面,具有潜在应用价值。 


图1. 丝素蛋白基载药可降解输尿管支架的研制过程示意图 


图2. 输尿管支架的形貌表征及红外拉曼测试 


图3. 输尿管支架体内生物学评价的组织学分析


  上述研究结果表面,该团队开发的丝素蛋白基药物缓释功能输尿管支架具有良好的力学性能、药物缓释性能、生物相容性和抗狭窄功能,该研究为新型抗狭窄输尿管支架的研发提供了新思路,具有潜在的应用价值。该工作是团队近期在丝蛋白基生物医用纺织材料相关研究的最新进展之一Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2024, 233, 113635; Chemical Engineering Journal, 2023, 459: 141628; Macromolecular Bioscience, 2023, 23(10): 2300105; Bioengineering, 2023, 10(4): 399)


  论文链接https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsbiomaterials.3c00781

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(责任编辑:xu)
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