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高分子抗血栓贴片：实现智能皮下递药和药物缓释
2016-11-29
来源：转载自第三方
2016-11-29
上周，材料科学领域顶尖学术刊物《Advanced Materials》上发表了一篇题为Thrombin-Responsive Transcutaneous Patch for Auto-Anticoagulant Regulation[1]的文章，来自北卡罗莱纳大学教堂山分校与北卡罗莱纳州立大学的研究团队研发出了一款智能高分子抗血栓贴片，为血栓症的预防与治疗提供了一种新策略。
血栓形成是指人体或动物在存活期间因某些诱因，血液有形成分在循环血中发生异常的血凝块，或者在心脏内壁或血管壁上发生血液沉积物。这些沉积物会阻挠人体的正常血液循环，导致肺栓塞、心脏病或中风等一系列严重后果。据统计，中国是各种血栓症发病人数最多的国家；而在美国，每年有10~30万人死于静脉血栓，相关住院人数超过50万。
临床使用的抗栓药物有很多，一般来说，可分为抗血小板药物和抗凝药两类。常用的抗血小板药有阿司匹林（乙酰水杨酸）、氯吡格雷（中间体2-噻吩乙胺和2-噻吩乙醇）、替格瑞洛、西洛他唑。常用的抗凝药主要有肝素、低分子肝素和华法林、达比加群酯、利伐沙班、阿哌沙班等。这些药物虽然有效，但是在实际使用过程中却颇为繁琐，使用少了达不到抗血栓的目的，使用多了会有出血的风险，为确保药物的用量处于合适的范围，患者需要定期检测凝血功能。
此次，该研究小组研究出了一套能够对凝血酶起反应的系统：把肝素加入到这套系统内，当凝血酶被激活时，这套系统能够切断特异的多肽链，释放肝素，起到治疗的作用。近年来，该研究小组创新性地提出了能生物响应的透皮微针贴片的设计思路，实现剂量可控的智能皮下递药：在患者需要时，它能自动释放药物，这会是一个随生理信号响应，从而实现自我调控的系统。他们已经发明了能随血糖响应的智能胰岛素贴片、胰岛细胞贴片以及能随肿瘤微环境响应缓释免疫检查点（PD-1/CTLA4）抗体的贴片等。
科研人员制造了一层布满“微针”的贴片，这些微针由通过特异多肽链接枝上肝素的透明质酸高分子构成。科研人员希望这些高分子能在接触到血液中的凝血酶后释放肝素。血液中的凝血酶越多，就需要越多的肝素来降低凝血风险，这款一次性的贴片会随着血液里的凝血酶增多而释放更多的肝素。
为验证此款贴片与肝素注射的差异，研究人员进行了两项试验：分别试验其短期预防能力和长期预防能力。
短期预防能力：
此项试验中，实验组的小鼠接受了肝素注射，或使用了智能贴片；对照组的小鼠没有采用任何有效的预防手段。在接受预防性治疗的10分钟后，这些小鼠接受了足以致死的凝血酶注射。然而，只有对照组的小鼠发生死亡，实验组的小鼠都存活了下来。这说明智能贴片在短期预防血栓的能力上和肝素注射没有显著差异。
长期预防能力：
致死剂量的凝血酶在接受肝素或智能贴片的6个小时后被注入小鼠体内。在短短15分钟内，只接受肝素注射的小鼠的死亡率高达80%，而使用了智能贴片的小鼠则毫无症状。这说明，在长期的预防效果上，智能贴片要优于普通的肝素注射。
这些试验结果有望带来一款能实现自我调控的闭路智能贴片，较为精准地进行给药治疗的同时，降低治疗的花费。科研人员目前正设法进一步增加贴片的载药量，使得贴片里的药物含量能根据每名患者的不同需要进行调整，更多的临床前试验有望在近期进行。这一智能贴片的早日转化将造福更多生活在血栓症风险中的患者。
参考文献
[1] Yuqi Zhang, Jicheng Yu, Jinqiang Wang, et al. Thrombin-Responsive Transcutaneous Patch for Auto-Anticoagulant Regulation. Advanced Materials 2016, doi:10.1002/adma.201604043.
本文由苏州亚科科技股份有限公司编辑
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