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外源性肺表面活性物质Curosurf雾化递送系统的创新性评估:基于离体呼吸模型的新生儿呼吸窘迫综合征治疗新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月30日 来源:Scientific Reports 3.8
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针对早产儿呼吸窘迫综合征(RDS)治疗中传统给药方式分布不均的问题,法国圣埃蒂恩矿业大学等机构联合开发了Endosurf雾化装置。研究通过表征Curosurf雾化前后的理化性质(表面张力31.3±1.46 mN m-1、囊泡尺寸降至1.08±0.96μm),结合离体兔肺MRI成像证实其可实现肺部均匀分布,为RDS治疗提供了无创、高效的替代方案。
在新生儿重症监护领域,早产儿呼吸窘迫综合征(RDS)始终是威胁生命的重大挑战。这种疾病的核心在于肺泡表面活性物质(pulmonary surfactant)的缺乏——这种由磷脂和蛋白质组成的复合物,原本像"液态盔甲"般覆盖在肺泡表面,通过降低表面张力防止肺泡塌陷。据统计,胎龄28周前出生的早产儿RDS发生率高达90%,而传统的气管插管给药方式常导致药物分布不均,甚至引发支气管肺发育不良等并发症。
针对这一临床痛点,法国圣埃蒂恩矿业大学联合巴黎西岱大学、波尔多大学医院等机构的研究团队,创新性地开发了Endosurf雾化给药系统。这项发表在《Scientific Reports》的研究通过多学科交叉方法证实:经Endosurf雾化的猪源表面活性物质Curosurf不仅保持关键理化特性(表面张力无显著变化,p=0.3156),还能将囊泡尺寸从2.2μm降至1.0μm,显著提升肺部给药均匀性。更引人注目的是,通过3T磁共振成像(MRI)对比显示,新型雾化给药相比传统LISA(Less Invasive Surfactant Administration)技术,能实现更理想的远端肺泡分布。
研究团队采用了四项关键技术:1)悬挂滴法(hanging drop method)测定表面张力;2)锥板流变仪分析粘弹性模量G*(ω);3)相位差显微镜结合ImageJ量化囊泡尺寸分布;4)基于食品工业来源的离体兔肺模型,通过钆对比剂增强MRI可视化给药分布。这些方法有机组合,形成了从分子特性到器官分布的完整评估链条。
【表面张力】研究显示,Endosurf在30.9-75.8 bar压力下雾化的Curosurf,表面张力维持在31.3±1.46 mN m-1,与未处理样本(30.0±1.405 mN m-1)无统计学差异(p=0.3156)。这一发现至关重要,因为表面活性物质的核心功能正是通过降低气-液界面张力来维持肺泡稳定性。
【流变特性】通过频率扫描实验发现,雾化后的Curosurf仍保持典型的粘弹性流体特征,其储能模量G'和损耗模量G"遵循幂律关系(G'~ω0.38,G"~ω0.56)。值得注意的是,样本储存一个月后会转变为凝胶态(G'>G"),这提示临床需使用新鲜制备的制剂。
【囊泡形态】相位差显微镜揭示,雾化使囊泡平均直径从2.2±2.5μm降至1.08±0.96μm(p<0.0001),且数量增加2.8倍。这种"化整为零"的转变理论上能提升肺泡渗透性,SPRAYTEC检测进一步显示最佳雾化参数下液滴质量中值直径(D50)可控制在44.21±5.6μm。
【离体分布】最具说服力的证据来自MRI三维重建:Endosurf给药的钆标记Curosurf在兔肺呈现均匀的弥漫性增强,而LISA组则集中分布于大气道。这种差异可能源于雾化液滴更符合肺部流体动力学特性,研究团队特别指出该结果需在体实验进一步验证。
这项研究的意义不仅在于验证了Endosurf设备的可行性,更开创了"精细化给药"的新思路。通过保持表面活性物质的生物物理特性(如维持临界表面张力)同时优化递送效率(囊泡尺寸调控),为早产儿RDS治疗提供了兼具科学性和人文关怀的解决方案——既避免传统喉镜插入的痛苦,又可能降低支气管肺发育不良风险。未来研究需聚焦剂量响应关系及长期疗效评估,但毫无疑问,这种融合工程创新与临床需求的研究范式,将为新生儿重症医学带来新的曙光。
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