雙層電紡膜有效輸送絲裂霉素C和美洛昔康用于預防硬膜外粘連

DOI: 10.1002/jbm.b.34394

椎板切除術后通常會發生硬脊膜和周圍纖維組織之間的硬膜外粘連，從而導致如神經壓迫、劇烈疼痛等臨床癥狀。在這項研究中，作者報告了載藥雙層電紡納米纖維膜，以防止硬膜外粘連的發生。兩層納米纖維均由聚己內酯（PCL）和殼聚糖（CS）的混合物制成，但重量比不同。接觸硬脊膜的底層裝有美洛昔康（MX），以防止炎癥。與纖維組織接觸的頂層摻有絲裂霉素C（MMC），以抑制DNA和膠原蛋白的合成。兩種藥物在約12天內從雙層膜中釋放出來。同時，該膜可以在體外抑制成纖維細胞增殖，而沒有細胞毒性。在兔椎板切除術模型中，基于粘附評分、組織學和生化評估，雙層膜可有效防止硬膜外粘附形成。相對于膜僅負載一種藥物的情況，MX和MMC的組合釋放可以降低炎癥反應和I/III膠原蛋白的表達。這種方法為構建雙重藥物輸送系統提供了新的進展，并為抑制椎板切除術后硬膜外黏附提供了創新性的屏障策略。

圖1兔椎板切除術的過程：（A）可見脊髓硬腦膜的椎板缺損（如箭頭所示），（B）椎板缺損上的電紡膜（顯示黑框）

圖2具有不同放大倍數的橫截面形態（A，B）和雙層膜的表面形態（C，D）的電紡PCL-CS膜的SEM顯微照片。PCL-CS膜（E到H）的外層（PCL：CS = 8：2）和內層（PCL：CS = 6：4）的直徑和孔徑分布。CS，殼聚糖；PCL，聚己內酯；SEM，掃描電子顯微鏡

圖3聚己內酯-明膠膜的化學、熱和機械性能：（A）FTIR光譜，（B）DSC熱分析圖和（C）應力-應變曲線。DSC，差示掃描量熱法；FTIR，傅立葉紅外

圖4 37℃在PBS中孵育后，MMC/MX從PCL-CS電紡膜的每日（A）和累積（B）釋放。CS，殼聚糖；MMC，絲裂霉素-C；MX，美洛昔康；PBS，磷酸鹽緩沖鹽水；PCL，聚己內酯

圖5顯微照片：（A）PCL/CS膜中屏障功能的照片和示意圖。（B）將成纖維細胞接種到PCL/CS膜后的24孔板底部；（C）接種細胞的PCL/CS膜對面的SEM顯微照片。CS，殼聚糖；PCL，聚己內酯；SEM，掃描電子顯微鏡

圖6電紡膜提取液中的細胞相對生長率（A）和使用AO-EB試劑盒對48小時培養的死/活細胞熒光染色圖像（B）

圖7細胞在各種膜表面的增殖和粘附：（A）成纖維細胞在1、3和5天內的光密度（O.D.）；培養了1天的細胞的SEM顯微照片（B）和熒光圖像（C）。SEM，掃描電子顯微鏡

圖8植入后第4、8、12周的PCL-CS膜的總體形態（A至C）和膜表面的SEM顯微照片（D至F）。黑色箭頭指示吸收的邊緣，白色箭頭指示孔。 CS，殼聚糖； PCL，聚己內酯

圖9對照、未負載和MMC/MX負載的膜組中粘附形成（A）和羥脯氨酸含量（B）的總體評估，與MMC/MX組相比*p <0.05，與對照組相比p <0.05。MMC，絲裂霉素-C；MX，美洛昔康

圖10不同PCL-CS膜組的組織學評估，在椎板切除術后1個月進行H＆E（A）和Masson（B）染色。右列是框中的放大圖片。箭頭指示脊柱硬腦膜。SC，脊髓； CS，殼聚糖；PCL，聚己內酯

圖11 4周后，不同PCL-CS膜組的粘附組織中膠原蛋白I/III和α-SMA表達的蛋白質印跡法測定。CS，殼聚糖；PCL，聚己內酯