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治疗脑卒中的纳米医学进展

Medha D Joshi

美国中西部大学芝加哥药学院药学系,伊利诺斯州道纳斯格罗夫,60515

*通讯作者:Medha D Joshi博士,美国中西部大学制药科学系,芝加哥药学院,Alumni Hall 365, 555 31 Street, Downers Grove, IL 60515, USA, Tel: +1-630-515-6963 (office);传真:+ 1-630-515-6958;电子邮件:mjoshi@midwestern.edu


中风仍然是美国最严重和使人衰弱的神经系统疾病。每40秒就有一个新事件,每4分钟就有一个受害者,它是第五大死亡原因和第一大残疾原因。美国心脏协会中风统计小组委员会最近的更新报告称,美国每年约有79.5万人经历新的或复发的中风。缺血性中风(供应大脑的血管堵塞)占总中风的80%,出血性中风(大脑内部或周围出血)占其余。美国国立卫生研究院(NIH)估计,每年中风造成的医疗费用超过730亿美元。尽管病情严重,FDA批准的缺血性中风的唯一药物治疗是:血管内再通治疗和静脉注射重组组织纤溶酶原激活剂(t-PA),它溶解凝块并恢复血流量到脑[3]。血管内再通术的局限性是:1)只有有限的人群、大血管闭塞和可修复的脑组织能从治疗中获益;2)需要大量的设备和训练有素的人员进行[4]手术。t-PA治疗的复杂性如下:1)梗死与治疗之间的“机会窗”相对较短,只有3-4.5小时;2)蛛网膜下腔出血风险增加; and 3) neurotoxicity. As a result, only a few patients receive (3-8.5%) and benefit (1-2%) from t-PA treatment. Neither technique addresses cellular damage to brain tissue adjacent to the infracted area, known as the stroke penumbra. More than 1,000 molecules broadly classified as neuroprotective, aiming to stop or slow the secondary damage associated with the ischemic cascade following stroke, have shown promise in the initial stages of research but have failed to demonstrate efficacy in clinical studies because of inadequate efficacy or side effects [5]. A new approach is therefore needed urgently, one which has the potential to address both the restoration of blood flow and attenuation of secondary damage to the penumbral area [5].

最近,纳米医学在中风治疗中的应用引起了极大的兴趣[6-12]。纳米药物受欢迎的主要原因是:1)纳米药物可以通过减少剂量来减少神经毒性;2)血脑屏障的穿越能力和缺血区[13]的蓄积能力;3)通过配体靶向靶向血块;4)在特定刺激下释放货物[14]。脂质体由于其临床应用、生物降解性和生物相容性而成为这些研究的前沿,其次是聚合物纳米颗粒。其他的纳米载体如铂[15]、二氧化铈[16]和碳纳米管[17]也进行了自由基清除性能的研究。研究了多种药物活性物质,包括:溶栓药物[18],如t-PA[19],链激酶[20,21]和纤溶酶[22];血红蛋白(23-28);他克莫司(吸收FK506) [13 29-32]; superoxide dismutase [33]; asialo-erythropoietin [31,34]; IRL-1620 [35]; fasudil [36]; bioactive gases such as nitric oxide [37], Xenon [38]; Nerve Growth Factor (NGF) [39]; citicoline [40,41]; ZL006 [42,43]; antioxidant enzymes [44-46]; luteolin [47]; angiogenic peptides [48] and siRNA [49]. In an animal model of permanent middle cerebral artery occlusion (pMCAO), intravenously-administered 100 nm liposomes [13,29] were found to accumulate in the ischemic core and penumbra region when administered 1-2 hr after occlusion despite reduction in the cerebral blood perfusion as confirmed by fluorescence imaging and positron emission tomography (PET). Liposomes have also been surface modified with polyethylene glycol (PEG) coating to improve their circulation time and to improve their target specificity, by adding moieties such as transfer in receptor [41,43,50,51], Fas ligand antibody [52].

一组研究人员正在研究使用回声脂质体来输送医用气体[19,22,37,38,53-56]。超声脂质体是一种磷脂双分子层包裹气体和液体的脂质体,可作为超声造影剂。溶栓药物如t-PA[55]和纤溶酶[22]被包裹在回声脂质体中,允许局部输送而不暴露于全身。联合治疗方法[57,58],如将抗氧化/抗炎药物与t-PA联合使用,已被报道可显著改善治疗结果。然而,有趣的是,当抗氧化剂被三种不同的纳米载体包裹和递送时——聚乙二醇化脂质体或由PLA和PLGA组成的聚合物纳米颗粒,有或没有靶向部分——梗死体积减少[44]没有显著差异。说明纳米载体中药物包封量的可能性比纳米载体或靶向部分的选择更重要。另一个引起人们兴趣的相对较新的领域是纳米医学领域[59-61],该领域的诊断和治疗是使用同一种纳米药物同时进行的。尽管纳米医学研究取得了这些卓越的进展,导致用于治疗中风的神经保护和神经修复剂的安全性和有效性提高,但临床功能产品仍然缺乏。

纳米医学在治疗中风方面有很大的潜力。与传统的药物传递系统相比,纳米药物可以跨脑传递药物,有效减少梗死体积,降低t-PA治疗的毒性。然而,为了将这些进展转化为更好的临床结果,还需要进一步的工作。根据STAIR指南[62]来评估纳米药物在动物模型中的疗效,需要设计有效的纳米载体来改善药物的封装和释放,而不是靶向性,以提高纳米药物开发为临床有效治疗中风的机会。德赢vwin首页网址

致谢

作者想感谢e.l angan,制药科学系和美国伊利诺斯州中西部大学在准备这篇观点文章中提供的帮助。

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文章类型:观点文章

引用:Joshi医学博士(2016)纳米医学在中风治疗中的进展。国际医学杂志纳米外科2(3):doi http://dx.doi.org/10.16966/2470-3206.113

版权:©2016 Joshi MD.这是一篇开放获取的文章,在知识共享署名许可的条款下发布,该条款允许在任何媒体上无限制地使用、发布和复制,前提是注明原作者和来源。

出版的历史:

  • 收到日期:2016年5月06

  • 接受日期:2016年5月07

  • 发表日期:2016年5月12日