外电场作用下带电脂质体药物颗粒靶向输送研究

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当前,我国眼科疾病发病率逐年上升,其中以视网膜动脉阻塞,视网膜静脉阻塞及微动脉瘤为代表的眼底疾病占比正逐年增大。传统药物治疗药物颗粒由于难于到达眼底病灶或者停留时间较短使得治疗效果不佳。而激光光凝治疗和手术治疗又存在较高的风险,可能导致视网膜出血等一系列并发症。近年来带电药物靶向技术以其快速,精准,高效等优点开始逐渐在靶向治疗及研究领域发挥重要作用。随着定位给药仪的问世及脉冲电场敏感脂质体的研制成功,在未来将带电药物靶向方法应用到眼底疾病的临床治疗具有很好的前景。目前,带电药物靶向技术仍然处于基础研究阶段,还有很多缺点与不足需要改进,且少有关于眼底血管带电药物捕获效率方面的研究。因此本文针对眼底血管研究外电场作用下带电脂质体颗粒的靶向输运特性具有现实意义。本文针对眼底对称四代血管,按照视网膜中央动脉第一代分支血管,眼底血管发生狭窄和扩张异形变形的血管分支区域及整个眼底对称四代血管的顺序,采用计算流体力学结合离散元(CFD-DEM)方法和COMSOL颗粒粒子追踪的方法研究带电阳离子脂质体颗粒在外加电场作用下的输运特性。本文首先采用CFD-DEM方法研究外电场作用下阳离子脂质体颗粒在视网膜中央动脉第一代分支血管输运特性。结果表明:较大的电场幅值,较高的颗粒带电量及较大的颗粒粒径会使得带电颗粒具有更高的捕获效率且被捕获颗粒更多分布于血管中部和前端的壁面;在脉冲方波电场中,频率对捕获效率的影响并不明显,但占空比则可以显著影响颗粒的捕获效率及颗粒分布,越小的占空比颗粒捕获率越低,被捕获颗粒呈现向血管后端靠近的趋势。其次,针对眼底血管易出现狭窄或扩张等异形变形的血管分支区域,运用CFD-DEM方法研究外电场作用下阳离子脂质体颗粒在该段异形血管的输运特性。结果表明异形管区域的几何形状,异形程度的大小主要影响颗粒被捕获后在血管壁面的分布,而对整体捕获效率影响不大。电场强度大小对两种异形管的影响基本一致,电场强度越大,颗粒捕获效率越高,被捕获颗粒在血管前端壁面的分布也更多。最后,运用COMSOL粒子追踪的方式研究外电场作用下阳离子脂质体颗粒在整个眼底对称四代血管上的输运特性。结果表明:较大的电场强度和颗粒粒径会使得颗粒在电场中具有更高的捕获效率。此时,被捕获颗粒主要分布于前三代血管的表面,且分布的位置也更集中于各代血管分支壁面的前端;而在脉冲方波电场中,脉冲方波的占空比大小会显著影响被捕获颗粒在整段四代血管上的整体捕获效率及颗粒分布。较大的占空比会使颗粒获得更高捕获效率,且颗粒捕获的位置更靠近各代血管分支前端。但脉冲方波电场频率大小的改变对颗粒在整段四代血管上的捕获效率和颗粒分布没有明显影响。
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