一种新型介孔二氧化硅—硫化氢控释纳米微球的构建及在心脏移植保存液中的应用研究

Hydrogen sulfide is a kind of novel potassium channel openers. A large number of articles have shown that hydrogen sulfide has a protective effect on ischemia-reperfusion heart and metabolic inhibited myocardial cells. However, hydrogen sulfide has seldom been applied to heart reserve solution. One important reason is that hydrogen sulfide solution or sodium hydrosulfide (NaHS ) solution can not release hydrogen sulfide stably. The aim of the present study is to construct a novel mesoporous silica mediated hydrogen sulfide release nanospheres by the polymer synthesis methods. The nanoparticles can slowly release of hydrogen sulfide in vivo and in vitro. Its stable hydrogen sulfide release, more consistent with physiological situations as compared to saturated solution or NaHS solution, can work as other hydrogen sulfide research tools, and has wide application prospect and practical value. Furthermore, the hydrogen sulfide release system can be used in heart reserve solution. It might bring a better and longer cardiac protective effect in the isolated heart model and heart transplantation animal model. The present study provides a new idea of heart reserve solution, and if successful, it brings more good news for heart transplant patients.

硫化氢是一种新型的钾离子通道开放剂。大量的文章显示硫化氢对缺血再灌注心脏及代谢抑制的心肌细胞均有良好的保护作用,然而其目前在心脏移植保存液中的研究及应用极少,一个重要原因是硫化氢溶液或硫氢化钠(NaHS)溶液释放硫化氢的不稳定，从而导致其应用困难。本研究旨在通过高分子合成的方法构建一种新型介孔二氧化硅介导的硫化氢控释纳米微球，此纳米微球不仅可在体内、体外缓慢释放硫化氢,而且,与硫化氢饱和溶液或NaHS溶液相比，其稳定的硫化氢释放，更符合生理情况，可作为其它硫化氢研究的研究工具，具有广泛的应用前景和实用价值。同时，我们将此硫化氢控释系统应用于心脏移植保存液中，在离体心脏模型和心脏移植动物模型中观察其可能带来更佳的心脏保护作用和更长时间的保护效果。本研究可为心脏移植新型保存液的研究提供新的思路，若能成功，可为心脏移植患者的供心选择带来更大的福音。

硫化氢是最新发现的气体信号传导分子，在人体内发挥多种重要的生理作用。但是目前缺乏合适的硫化氢供体,使得该领域的基础研究及临床应用备受限制。在本项目中，我们利用二氧化硅介孔颗粒具备疏松孔洞结构及高比表面的特点用于装载二烯丙基三硫化物，从而成功制备嫩能够稳定释放硫化氢的长效供体。在对于该供体进行充分表征鉴定和性能评价的基础上，我们将该种供体应用于移植心脏的保护，发现其具备良好的生物相容性，可以在体内外显著减轻缺氧复氧损伤对于心肌细胞的伤害，并且这种保护性作用在低温（4℃）下没有出现明显衰退，这使之在心脏移植器官保存液中具备广泛的应用前景。此外，我们也尝试将该种硫化氢长效供体应用于内皮细胞的保护，相关研究结果显示硫化氢长效供体可以明显减轻内皮细胞在缺氧复氧过程中所产生的炎症反应，并且对于内皮细胞在损伤后维持正常的增殖分化起到促进作用。本项目所获得的研究成果将促进硫化氢作为气体分子添加剂应用于移植器官保存等领域，对于提高心脏移植手术的近远期治疗效果具有重要意义。