文章题目：Alginate-functionalized nanoceria as ion-responsive eye drop formulation to treat corneal abrasion

发表期刊：Carbohydrate Polymers

影响因子：10.7

通讯单位：长庚大学生物医学工程系

        在眼科治疗领域，角膜擦伤（CA）是一种常见的眼部损伤疾病，传统治疗药物如酮咯酸虽能止痛，但长期使用存在副作用且愈合效果不佳，因此，寻求更有效的治疗方法迫在眉睫。近期，一项发表于Carbohydrate Polymers的研究，开发出一种用于治疗CA的基于海藻酸盐（ALG）功能化纳米氧化铈（Ce）的离子响应型眼药水配方。首先，作者制备了不同ALG含量的Ce - ALG纳米颗粒并对其进行了表征。结果显示，这些纳米颗粒的粒径、涂层厚度、表面电位等特性可通过ALG浓度进行调控，且稳定性和抗氧化能力出色。这表明通过精确调控ALG层，能够实现纳米载体性能的优化，为后续的生物应用奠定坚实基础。

图1 不同ALG含量的Ce-ALG纳米颗粒的表征

        生物相容性是眼部药物应用的关键考量因素。研究团队通过体外红细胞渗透压实验、SIRC细胞活/死和彗星实验，以及体内的裂隙灯生物显微镜检查、角膜地形图、镜面显微镜检查和组织学检查等多维度实验，全面评估了Ce - ALG纳米颗粒的生物相容性。实验结果显示，Ce - ALG纳米颗粒在所有测试中均表现出与眼细胞的高度生物相容性，且符合生理渗透压、无菌，完全满足眼科应用的严格要求。

图2 各种 Ce - ALG 样品的眼部生物相容性

        生物粘附性对于眼药水在眼部的停留时间和药物释放效果至关重要。研究人员运用动态光散射、荧光显微镜、流变仪及体内实验深入研究，发现Ce - ALG与粘蛋白之间存在强烈的氢键相互作用，这一特性使其在眼部的滞留时间显著延长。同时，Ce - ALG的粘度随ALG含量增加而增强，进一步提升了其在眼部的粘附性能，确保药物能够在作用部位持续释放。

图3 各种 Ce - ALG 样品的生物粘附性

        眼部生物相容性活性研究表明，Ce - ALG纳米颗粒的细胞摄取、抗炎、抗氧化和抗凋亡等生物活性与ALG含量密切相关。ALG含量越高，生物活性越强，为减轻CA引发的炎症、氧化应激和细胞凋亡等病理过程提供了有力支持，从而加速角膜组织的修复。

图4 各种 Ce - ALG 样品的生物活性

        药理研究中，β - 1,3 - 葡聚糖成功负载于Ce - ALG纳米颗粒，其包封效率与ALG含量成正比。其药物释放行为符合Higuchi模型而呈现持续、可控的特性，能够为角膜上皮细胞持续提供药物，有效促进细胞的增殖和迁移，加速伤口愈合进程。

图5 各种载药 Ce - ALG 样品的药理活性

        在兔CA模型治疗实验中，Ce - ALG（H）纳米制剂表现出优秀的治疗效果。单次给药后，角膜上皮损伤面积显著减少约99%，角膜几乎恢复至健康状态。相比之下，未修饰的Ce和传统药物酮咯酸的治疗效果不佳。这充分证明了ALG功能化对纳米氧化铈的显著增效作用，不仅提高了药物的生物活性，还优化了药物的递送效率和角膜上皮再生能力。

图6 不同纳米制剂对兔角膜擦伤（CA）模型的治疗效果

        该研究成功开发的基于ALG功能化纳米氧化铈的离子响应型眼药水配方，为CA治疗提供了一种极具潜力的创新策略。

        原文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.123164

作者：汪浩

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

 如有侵权，请联系删除