聚乙烯亚胺修饰的荧光素钠纳米颗粒在荧光素眼底血管造影术的应用和安全性

摘要

目的 探讨聚乙烯亚胺修饰的荧光素钠(PEI-NHAc-FS)纳米颗粒(nanoparticles,NPs)在荧光素眼底血管造影术的应用和安全性.方法 选取90只健康棕色雄性挪威大鼠作为实验动物.将1 mL荧光素钠(200 g·L-1)加入10 mol的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)混合物中搅拌30 min,再加入10 mol的N-羟基琥珀酰亚胺搅拌3 h.然后将该溶液加入到5 mL聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)(76 g·L-1)中,剧烈搅拌3 d获得PEI-NH2-FS.将2 mL三乙胺加入到PEI-NH2-FS原液中,30 min后再将1 mL的乙酸酐加入混合物中搅拌24 h,合成PEI-NHAc-FS.使用核磁共振波谱仪和紫外可见光吸收光谱观察PEI-NHAc-FS的结构,并对合成的NPs结构进行表征;CCK-8检测其细胞毒性.选取30只大鼠,根据荧光素钠和PEI-NHAc-FS NPs的浓度(5 g·L-1、10 g·L-1、50 g·L-1)将大鼠分为6组,每组5只,分别于注射前及注射后5 min、20 min、30 min和60 min进行眼底摄像,采集大鼠眼底血管荧光素图像.用激光诱导大鼠脉络膜新生血管模型后,取10只大鼠,随机分为10 g·L-1荧光素钠组和PEI-NHAc-FS NPs组,每组5只,分别于注射前及注射后5 min、20 min、30 min和60 min通过眼底血管造影成像观察病灶处渗漏.另取40只大鼠,随机分为10 g·L-1荧光素钠组和PEI-NHAc-FS NPs组,每组20只,于注射后10 min、20 min、30 min和60 min进行荧光冰冻切片.将10只大鼠随机分为对照组(注射生理盐水)和PEI-NHAc-FS NPs组,每组5只,行组织切片HE染色和视网膜电图检测.采用HE染色和视网膜电图观察PEI-NHAc-FS NPs在体内的生物安全性.结果 通过核磁共振和紫外可见光吸收光谱观察到荧光素钠与PEI成功耦合.发射荧光光谱显示,游离荧光素钠和PEI-NHAc-FS NPs的最大发射波长分别出现在546 nm和544 nm处.CCK-8检测结果表明,不同浓度的荧光素钠和PEI-NHAc-FS NPs处理人脐静脉内皮细胞12 h、24 h后,细胞活性差异无统计学意义(P>0.05).即使用10μmol·L-1 PEI-NHAc-FS NPs处理24 h和未处理之间细胞存活率差异亦无统计学意义(P>0.05).在5 g·L-1游离荧光素钠组和PEI-NHAc-FS NPs组中,均仅显影视网膜主要血管,不能用于荧光素眼底血管造影的诊断.而在10 g·L-1游离荧光素钠组和PEI-NHAc-FS NPs组可清晰地显示视网膜主要血管及微血管的结构,且在注射后30 min时血管荧光强度基本相同.PEI-NHAc-FS NPs组在60 min时荧光强度已基本消失,而游离荧光素钠组仍保持较强的荧光强度.10 g·L-1游离荧光素钠组和PEI-NHAc-FS NPs组荧光素眼底血管造影结果显示,经尾静脉注射造影剂后,视网膜血管内可见荧光成像;同时病灶部位可见荧光渗漏.游离荧光素钠组在视网膜组织中荧光较强,对视网膜组织有较强的吸附和渗透作用,而PEI-NHAc-FS NPs组在视网膜组织中荧光较弱,对视网膜组织吸附较弱.HE染色和视网膜电图对造影剂进行体内生物安全性分析结果显示,PEI-NHAc-FS NPs安全性较好.结论 PEI-NHAc-FS NPs能够安全、有效地用于荧光素眼底血管造影.