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导语
虽然眼内炎是一种严重的威胁视力的疾病，但抗炎药和抗生素的结合为有效控制它提供了新的方法。文章报道了一种微溶性抗生素（左氧氟沙星；Lev）和地塞米松-肽两亲物（Dex-SA-RGD）的共组装，在没有任何外部刺激的情况下立即产生了宏观超分子水凝胶（Lev/Dex-SA-RGD）。生理条件，可用于协同治疗治疗由金黄色葡萄球菌（即金黄色葡萄球菌）引起的眼内炎。使用流变学、圆二色性和透射电子显微镜对所得的共组装超分子水凝胶进行了彻底的表征。一项体外药物释放研究表明，Lev在6小时内从超分子水凝胶中迅速释放，而Dex-SA-RGD由于基质侵蚀而从超分子水凝胶中逸出，然后作为前药提供顺序缓释活性地塞米松通过水解途径。Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌株均显示出高抗菌活性。此外，由金黄色葡萄球菌诱导的兔眼内炎模型表明，玻璃体内注射Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶可产生出色的治疗效果，没有明显的视网膜损伤或破坏，并显着抑制炎症反应（例如，白细胞和淋巴细胞浸润、小胶质细胞活化、细胞因子产生和视网膜细胞死亡）。
科研成果展示
为了了解超分子水凝胶的内部结构，使用TEM比较了添加和不添加Lev的Dex-SA-RGD超分子水凝胶的微观形态。在没有Lev的情况下，在30分钟时，在Dex-SA-RGD超分子水凝胶的TEM图像中，开放的螺旋带与短纳米管共存，表明存在不稳定的中间体。静置2天后，这些螺旋带无缝融合成均匀的纳米管（平均直径：.6±2.2nm），然后能够不受限制地纵向生长，6天后获得长度为数百微米的更长的纳米管。其中范德瓦尔斯引力和排斥静电力之间的微妙平衡在这种精确而独特的自组装过程中起着至关重要的作用。此外，在Lev存在的情况下，共组装的Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶在30分钟的TEM图像中表现出更多的螺旋带，而静置6天后显示出均匀的纳米管。这些结果表明，Lev参与了共组装过程，并可能遵循类似于Dex-SA-RGD的堆积过程，从而导致Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶的微形态接近与Dex-SA-RGD超分子水凝胶一致。
图1.Dex-SA-RGD超分子水凝胶和Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶在30分钟、2天和6天的TEM图像。
为了评估Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶的体外药物释放，研究了Lev、Dex和Dex-SA-RGD从共组装的超分子水凝胶中的时间依赖性释放，并与时间进行了比较。从Dex-SA-RGD-only水凝胶中依赖地释放Dex。在没有Lev的情况下，Dex-SA-RGD水凝胶在6小时内逐渐溶解，Dex可以水解缓慢从Dex-SA-RGD中释放出来。48h后，Dex-SA-RGD和Dex的累积释放量分别接近60%和40%，表明在当前条件下体外药物释放可能达到饱和点，消耗体内药物将促使Dex-SA-RGD和Dex的进一步释放。在不同量的Lev存在下，Dex-SA-RGD的释放趋势和数量相似，而Lev完全从Lev/Dex-SA-RGD释放超分子水凝胶在6h内，表明Lev的释放速度非常快，Lev的量对药物释放行为的影响很小。Lev的快速释放可能有利于抑制感染初期出现的大量细菌，进一步抑制快速呈指数增长的细菌。在48h的体外研究期间，虽然从共组装的超分子水凝胶中直接释放的Dex量接近40%，远低于Lev，但释放的Dex-SA-RGD作为Dex的前药，有助于通过水解途径顺序缓慢释放活性Dex，从而显示其在减轻炎症损伤方面的有效抗炎功效。图2.(A)Dex从Dex-SA-RGD水凝胶和(BD)Lev、Dex和Dex-SA-RGD从Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶的时间依赖性体外药物释放在37°C的磷酸盐缓冲盐水(PBS,pH=7.4)中，值表示为平均值±SD(n=3)。
为了评估Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶在体内眼部应用的优势，通过观察眼内炎的临床症状评估Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶在兔金黄色葡萄球菌眼内炎模型中的疗效这发生在接种细菌后大约48小时，包括结膜充血、前房积脓、纤维蛋白团、前房细胞成分和玻璃体混浊。用Lev和Dex-SA-RGD超分子水凝胶治疗后，临床观察显示眼内有严重的眼内炎，这与用PBS治疗7天时相似。这表明在没有辅助抗炎治疗的情况下使用Lev的当前剂量（即每只眼0.3mg）的抗菌治疗或单独使用Dex-SA-RGD超分子水凝胶的抗炎治疗未能对细菌进行杀菌和减少眼内炎的临床症状。Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶的临床评分明显低于Van，在抑制炎症反应方面取得了比任何其他组更高的治疗效果。这些结果证实，共组装的Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶对金黄色葡萄球菌眼内炎显示出协同作用，不仅可以在早期快速释放Lev以对细菌进行消毒，而且还可以通过以下方式抑制炎症损伤Dex在后期的顺序缓慢释放。此外，与目前的治疗（如玻璃体切除术/玻璃体穿刺和玻璃体内注射，然后用抗生素和皮质类固醇局部治疗）相比，使用Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶的治疗只需要一次玻璃体内注射即可达到抗生素和抗炎药联合给药。因此，与Lev或Dex-SA-RGD超分子水凝胶相比，共组装的Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶具有更好的治疗效果，可能成为治疗后炎症性疾病的替代疗法。图3.(A)日本白兔金黄色葡萄球菌眼内炎的诱导和药物治疗(B)使用各种制剂（PBS、Lev、Dex-SA-RGD超分子水凝胶、Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶和Van）治疗后玻璃体液的微生物克隆水平
为了进一步研究共组装超分子水凝胶的优势，使用TdT介导的dUTP缺口末端标记(TUNEL)进行了一项实验，该标记与细菌性眼内炎中的视网膜细胞死亡有关。在PBS处理组中，大量TUNEL阳性细胞（凋亡细胞的指标）存在于整个视网膜结构中，包括神经节细胞层(GCL)、内核层(INL)和外核层（ONL）。在Lev-和Dex-SA-RGD超分子水凝胶处理组中也观察到明显的TUNEL阳性细胞。相反，在用Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶和Van处理的组中，TUNEL阳性细胞很少，表明用Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶处理保持了视网膜细胞的健康。图4.TUNEL测定显示正常兔（对照）和眼内炎兔视网膜中的细胞凋亡（绿色），用各种制剂（PBS、Lev、Dex-SA-RGD超分子水凝胶、Lev/Dex-SA-RGD超分子水凝胶和Van）治疗，箭头表示它们在视网膜中的位置。
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