一个利用纳米技术的新型药物递送系统在UVA健康中心被创建,以帮助减少多次手术的需求,在实验室实验中显示出显著的、持久的好处——这表明其在实际患者护理中的潜在前景。
这种创新的方法允许外科医生将由纳米颗粒与水凝胶结合制成的膏状物应用于移植静脉,有效防止危险阻塞的形成。这种阻塞通常需要心脏病和透析患者接受多次手术;特别是透析患者,可能需要在手臂、腿或甚至锁骨周围进行广泛和重复的程序,以继续进行其必要的治疗。
虽然UVA的产品称为“Pericelle”在初步测试中显示出积极效果,但针对这些好处持续时间的疑问尚存。这个在初次手术中进行的简单快速的应用能否在几个月内持续保护患者?研究人员对此感到乐观,但对于最近的发现感到惊讶:Pericelle不仅在治疗后三个月时仍有效(当药物供应耗尽时)——而且在六个月时也有效,并且在九个月时继续显示出效果。
研究小组仍在努力理解这些持续影响的原因,但他们对其创新的意义感到兴奋。
“这很重要,因为这表明这种治疗可能比我们最初预期的持续更长时间,超出典型的预期,”参与该项目的研究员Lian-Wang Guo博士表示,他与UVA的K. Craig Kent医学博士合作。“单次治疗能够防止有害阻塞持续几个月,这令人感到无比兴奋。”
一个50亿美元的医疗耗费
Kent是一名血管外科医生,也是UVA健康的负责人,对“血管重建”手术周围的问题非常熟悉。这些手术旨在恢复心血管疾病患者的重要血流;例如,对于心脏衰竭患者,可能会将腿部静脉转移到心脏。
这些手术对于透析患者的血管通路至关重要。在许多情况下,手臂的静脉和动脉通过外科手术连接,允许将血液取出,进行清洁,然后再返回体内。这些血管连接点被称为“动静脉瘘”(arteriovenous fistulas,简称AVFs),美国医疗系统每年花费约50亿美元来为终末期肾病患者管理这些。
一个主要问题是,这些血管重建手术往往导致它们试图解决的同样问题:血流不足。手术可能导致血管内细胞的堆积,从而限制血流。
“对血管通路和血管重建的重复手术需求不仅给患者带来了巨大负担,也突显了医疗领域的一个关键未满足需求,”Kent说,他同时担任UVA健康的首席执行官和UVA健康事务的执行副总裁。“对患者生活和医疗系统的影响巨大,这就是为什么像Pericelle这样的解决方案提供了改变这种动态的机会。我们急需提供持久效果的替代方案。”
Kent、Guo以及他们的合作伙伴来自威斯康星大学麦迪逊分校的Shaoqin Gong博士设想Pericelle可能提供解决方案。通过将水凝胶膏应用于血管,他们旨在递送药物雷帕霉素(rapamycin),以抑制侵入性细胞的生长。
UVA的研究人员最初希望他们的发现会表明该药物的好处将在应用后的预期三个月之外延续。他们认为六个月的效果会令人印象深刻,但在观察到在九个月后测试对象的持续效果时感到震惊。
尽管在这一治疗可以向患者提供之前仍需进行更多研究,团队对这一最新突破持乐观态度,并对未来的发展感到兴奋。这项前沿的纳米技术研究将是正在Charlottesville的Fontaine Research Park建设的Paul和Diane Manning生物技术研究所的重要组成部分。
“如果我们能够设计出一种消除重复手术需求的方法,将显著改善患者的生活质量,”Guo说,他是医学院手术系和Robert M. Berne心血管研究中心的一份子。
在他们对Pericelle的工作之外,Guo和Kent也在研究另一种名为“epiNanopaint”的创新方法,这将允许外科医生“涂抹”纳米颗粒在静脉上,以帮助防止未来的阻塞。
这项研究得到了国家卫生研究院克利夫兰诊所加速创新中心(奖励1UH54HL119810-06)、俄亥俄州立大学加速器(奖励ECG20170069)和俄亥俄发展服务局(奖励GRT00051721)的资助支持。