纳米医学研究旨在改变主动脉瘤的治疗方法

主动脉瘤是主动脉中的凸起，主动脉是将富含氧气的血液从心脏输送到身体其他部位的最大血管。吸烟、高血压、糖尿病或受伤都会增加动脉瘤的风险，而动脉瘤往往更常见于65岁以上的白人男性吸烟者。

“构成血管的软组织基本上就像橡皮筋一样，正是这些组织中的弹性纤维使它们能够伸展和回弹。”利哈伊大学罗辛工程与应用科学学院生物工程系主任Anand Ramamurthi教授说

“这些纤维主要在出生前和出生后产生。之后，它们在受伤后不会再生或进行自然修复。因此，当它们受伤或患病时，组织会减弱并导致动脉瘤，动脉瘤会随着时间的推移而生长。大约7到10年后，它通常会达到破裂阶段。”

在此期间，没有治疗方法。通过影像学定期对患者进行筛查，以监测动脉瘤的生长速度。一旦它被认为足够大，可能破裂（90%的情况下是致命的），手术是唯一的选择。但对于老年患者来说，这是一个危险的过程

Ramamurthi和他的团队正在研究微创方法，使用聚合物或生物纳米胶囊（称为纳米颗粒）再生和修复这些弹性纤维，这些纳米胶囊旨在释放新的再生疗法。他们的创新技术可以在发现动脉瘤后不久进行治疗，并可能减缓、逆转甚至停止其生长

他们发表在《生物医学材料研究杂志》（Journal of Biomedical Materials Research Part A）上的最新论文的发现，建立在他们早期工作的基础上，代表着朝着手术不再是最佳、唯一治疗选择的未来迈出了一步

“在之前的研究中，我们已经确定了药物和基因沉默剂，它们实际上可以诱导成年患病血管细胞产生新的弹性纤维，并抑制分解现有纤维的酶，”他说。“我们也一直在研究如何仅在组织修复部位有效地提供这些治疗方法。”

该团队还开发了一种称为活性靶向的纳米颗粒设计，该设计在纳米颗粒表面结合了小的蛋白质片段或肽。“这些肽识别动脉瘤组织特有的成分。因此，当纳米颗粒注射到血液中时，它们只会粘附在动脉瘤壁上，在那里它们会缓慢降解并释放药物。

在这篇论文中，他说，研究人员“调查了纳米颗粒实际上是如何穿透血管壁将药物输送到受影响的组织的。”。“

所有血管都有一层由内皮细胞组成的保护屏障，当组织损伤或疾病引起的炎症破坏内皮并在细胞之间产生间隙时，内皮细胞会变得“渗漏”。这些间隙允许白细胞进入并开始组织修复过程，它们还充当加速愈合的纳米颗粒的入口。

”我们想知道这些纳米颗粒的形状和纵横比如何影响它们穿过内皮细胞屏障的能力，“Ramamurthi说。这是一个需要回答的关键问题，因为并非所有的纳米颗粒都是一样的，如果它们不能穿透屏障，就不能修复组织。”ial细胞并在其中移动。它们是通过内皮细胞之间的间隙（一种称为外渗的过程）还是通过细胞本身（称为易位）进入的

“假设一个纳米颗粒穿过内皮细胞。其中一些可能会留在内皮细胞内，而不会从另一边出来，这意味着你失去了那个颗粒，它对愈合过程不再有用。目标是以最小的保留量进行运输。”

研究小组发现，与球形颗粒相比，具有高长宽比（即长而瘦与短而粗）的细胞被患病的内皮细胞选择性地吸收。他说：“与球体相比，它们对健康内皮细胞的吸收非常少，这很好，因为我们不希望它们与健康的血管壁相互作用。”

他们还发现颗粒主要通过外渗（或通过细胞间隙）到达组织。“它们越长越瘦，就越不可能留在内皮细胞层内，这意味着它们正在进入受影响的组织进行更有效的治疗。”

该团队现在将把这些发现与他们在动物模型中的主动靶向工作相结合，即在纳米颗粒表面结合识别病变细胞表达的蛋白质的成分

最终目标是开发一种能够减缓动脉瘤生长的非手术再生疗法。例如，将当前的增长到破裂阶段从7年增加到15年。Ramamurthi说，一个更雄心勃勃的结果将是恢复这种增长

“动脉瘤生长的消退将是首选的长期结果，”他说。“这还有很长的路要走，但我们很兴奋，因为这些发现将有助于指导我们如何设计更有效地输送到动脉瘤壁的纳米颗粒。这是一个接近现实的机会。”