黑色素纳米颗粒-丝素蛋白-单宁酸水凝胶的制备及其抗氧化性能检测

背景在牙周软组织再生过程中,由于各种原因引起的氧化应激状态常导致组织修复迟滞,而传统修复材料对此疗效不佳。制备具有抗氧化功能的水凝胶材料,有希望为牙周软组织生物材料修复提供更多的选择。目的制备黑色素纳米颗粒(melanin nanoparticles,MNPs)-单宁酸(tannic acid,TA)-丝素蛋白(silk fibroin,SF)复合水凝胶,检测MNPs含量对水凝胶微观形貌、抗氧化性能和细胞相容性的影响。方法制备MNPs,将不同浓度的MNPs加入到SF,加入TA化学交联,得到MNPs-SF-TA复合水凝胶。根据水凝胶中MNPs浓度分为实验组MNPs1-SF-TA(1 mg/mL)、MNPs2-SF-TA(2 mg/mL)、MNPs4-SF-TA(4 mg/mL)和对照组SF-TA(0 mg/mL)。通过扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)观察水凝胶表面形貌;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl,DPPH)法、2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐[2,2’-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid),ABTS]法和Cu2+法检测其自由基清除能力和抗氧化能力;采用CCK-8和Calcein-AM/PI活/死细胞荧光染色法检测该水凝胶材料的细胞相容性。结果成功制备了MNPs和MNPs-SF-TA复合水凝胶。DPPH、ABTS及Cu2+法均显示MNPs-SF-TA水凝胶对自由基的清除能力和抗氧化能力随MNPs浓度的升高而提高(P<0.05),4 mg/mL时达峰值。CCK-8结果显示:随观察时间延长,吸光度增强,细胞增殖活性增强;相同时间下各组细胞增殖活力随MNPs浓度升高而降低,MNPs2-SF-TA组显著高于MNPs4-SF-TA组(P<0.05);Calcein-AM/PI荧光染色结果与此一致。结论成功制备了MNPs-SF-TA复合水凝胶,其中MNPs浓度为2 mg/mL时,MNPs-SF-TA水凝胶具有较强的活性氧清除能力和良好的细胞相容性,有望成为牙周软组织修复的新型生物替代材料。

黑色素纳米颗粒联合骨髓间充质干细胞移植对缺血性脑卒中大鼠的治疗作用

目的 观察缺血性脑卒中大鼠采用黑色素纳米颗粒(MNPs)联合骨髓间充质干细胞(BMSCs)移植后神经功能、脑梗死体积及炎性因子水平变化,探讨其对缺血性脑卒中大鼠的治疗作用。方法 取SD乳鼠20只,处死后分离股骨和胫骨,采用全骨髓贴壁法分离BMSCs。取第3代BMSCs,显微镜下观察细胞形态,应用流式细胞仪检测细胞表面CD90、CD29、CD45、CD44表达情况。采用化学合成法制备MNPs,将MNPs悬液加入制备的BMSCs处理24 h,制备MNPs-BMSCs细胞悬液。取72只SD大鼠随机分为假手术组、模型组、BMSCs组和MNPs-BMSCs组各18只,模型组、BMSCs组和MNPs-BMSCs组大鼠采用Longa改良线栓法制备右侧大脑中动脉栓塞模型,假手术组大鼠不剪开颈总动脉和插入线栓,其他操作同模型组。BMSCs组和MNPs-BMSCs组大鼠于造模后24 h尾静脉分别注射1 mL BMSCs、MNPs-BMSCs细胞悬液,假手术组和模型组大鼠分别注射1 mL无菌1×PBS缓冲液。模型组、BMSCs组和MNPs-BMSCs组大鼠均于移植第1、3、7天行改良神经功能缺损评分(mNSS)。移植第7天,处死4组大鼠,取出完整大脑,观察脑组织形态,采用TTC染色法观察模型组、BMSCs组和MNPs-BMSCs组脑梗死体积和脑组织总体积,计算脑梗死体积百分比;采用免疫荧光法检测4组脑组织受体相互作用蛋白(RIP)1、RIP3和cleaved caspase-3阳性细胞数,计算阳性细胞百分比;采用ELISA法检测4组脑组织肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-1β水平。结果 (1)分离的第3代BMSCs快速贴壁生长,外观为典型的长梭形,呈放射状或漩涡状生长;细胞表面标志物CD29、CD90、CD44、CD45的阳性表达率分别为99.7%、97.3%、98.2%、2.77%,符合BMSCs特征。(2)模型组、BMSCs组、MNPs-BMSCs组大鼠移植第1、3、7天mNSS评分均依次降低(P<0.05);移植第1天3组mNSS评分比较差异均无统计学意义(P>0.05);移植第3、7天,MNPs-BMSCs组mNSS评分均低于BMSCs组、模型组(P<0.05),BMSCs组低于模型组(P<0.05)。(3)移植第7天,MNPs-BMSCs组大鼠脑梗死体积百分比[(10.49±1.52)%]小于BMSCs组[(15.82±1.33)%]和模型组[(21.08±2.48)%](P<0.05),BMSCs组小于模型组(P<0.05)。(4)模型组脑组织RIP1[(32.83±2.86)%]、RIP3[(20.67±1.97)%]、cleaved caspase-3[(39.33±2.58)%]阳性细胞百分比及脑组织肿瘤坏死因子-α[(213.08±8.77)pg/mL]、白细胞介素-1β[(84.57±5.46)pg/mL]水平均高于BMSCs组[(14.83±1.60)%、(11.67±1.63)%、(22.17±1.72)%、(182.62±10.59)pg/mL、(74.93±4.35)pg/mL]、MNPs-BMSCs组[(8.83±2.48)%、(6.67±1.21)%、(15.33±2.66)%、(170.65±6.11)pg/mL、(69.89±2.80)pg/mL]和假手术组[(3.83±2.14)%、(4.00±1.41)%、(10.50±1.51)%、(128.59±6.14)pg/mL、(31.90±6.19)pg/mL](P<0.05),BMSCs组均高于MNPs-BMSCs组、假手术组(P<0.05),MNPs-BMSCs组均高于假手术组(P<0.05)。结论 MNPs联合BMSCs移植可改善缺血性脑卒中大鼠神经功能、缩小脑梗死体积,二者对抑制脑组织细胞凋亡和炎性反应具有协同作用。

黑色素基靶向纳米药物用于乳腺癌的光热治疗

为提高小尺寸黑色素纳米颗粒(MNP)在肿瘤部位的靶向效应,设计合成了一种在肿瘤微酸性环境下可降解的羟基磷灰石杂化介孔氧化硅(MSN/HAP)对其进行负载,结合RGD导向肽构建了一种新型靶向纳米药物(MAN/HAP-MNP-RGD),用于小鼠乳腺癌的多模态成像和光热治疗.对纳米颗粒进行了理化性能、细胞和活体实验.结果表明,颗粒尺寸约为60 nm,MNP的负载量为37.7%,在微酸性环境中呈现较好的降解性,且纳米颗粒的光热转化效率(η)高达40.29%.细胞实验结果也证明了纳米颗粒的高效摄取和对细胞的光热杀伤效果.此外,光声成像和磁共振成像结果表明,纳米颗粒在肿瘤部位表现出更高的累积和更长时间的滞留.活体实验结果证明,MAN/HAP-MNP-RGD具有最佳的治疗效果且具有很高的生物安全性,展现出潜在的应用前景.

黑色素纳米颗粒的特性与应用研究进展

黑色素纳米颗粒除了具备黑色素固有的优良性质如金属离子螯合性、光热转换性等之外,还具有高分散稳定性以及良好的生物相容性和生物可降解性,且易于表面改性或负载功能性物质来增强性能,从而用于靶向特定部位和治疗疾病。本文对黑色素纳米颗粒的特性、制备及应用研究进行综述,旨在为进一步开发其应用提供参考,为生物、医学等领域的实践提供理论依据。

黑色素为基础的新型纳米基因载体的制备及毒性初步评估

目的探讨黑色素纳米颗粒(MNP)经聚赖氨酸(PLL)改性连接小干扰RNA(si RNA)后的细胞毒性,为其在基因治疗中的应用提供依据。方法制备新型水溶性MNP并经PLL螯合改性,依靠静电作用连接si RNA,分别与4T1乳腺癌细胞和Hep2喉癌细胞进行孵育,采用CCK8检测法观察细胞生长状况,并对材料的细胞毒性进行分级。结果 4T1乳腺癌细胞和Hep2喉癌细胞在1 000μg/ml及其以下的实验分组中均生长良好,形态饱满。CCK8检测法数据表明细胞生存率均大于80%,毒性分级达合格。结论 MNP经PLL改性连接si RNA所形成的复合物是一种生物安全性高,毒性小的新型纳米基因载体。

用于正电子断层扫描成像的^(68)Ga标记PM_(2.5)模拟粒子的制备及其活体示踪

将黑色素纳米颗粒(melanin nanoparticle,MNP)经聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)修饰制备得到PEG-MNP,随后通过与放射性的^(68)Ga^(3+)离子螯合,高标记产率地制备得到^(68)Ga-PEG-MNP,标记产物稳定性良好。进一步将^(68)Ga-PEG-MNP通过雾化方式制备得到^(68)Ga-PEG-MNP PM_(2.5)(particulate matter _(2.5),size<_(2.5)μm)模拟颗粒,其经雾化小鼠吸入体内后,通过正电子断层扫描(positron emission tomography,PET)成像对小鼠进行全身显影,结果可见雾化的^(68)Ga-PEG-MNP PM_(2.5)模拟颗粒可由气管向肺部双叶区域扩散,并滞留于肺。体内的PET成像结果与离体放射自显影结果高度一致。