角膜囊袋法诱生的角膜新生血管模型
兔角膜囊袋法是研究新生血管最常采用的方式之一。常采用的诱导剂有内毒素、VEGF、二氧化硅等。下面以缓释内毒素和bFGF缓释药丸诱生角膜新生血管动物模型的制作为例,作具体介绍。
1.缓释内毒素聚合物药丸诱生角膜新生血管模型
(1)缓释内毒素聚合物药丸的制备:乙烯-醋酸-乙烯脂聚合物(Elvax)珠采用高纯的乙醛清洗至分光光度纯,在室温下将聚合物溶于二氯甲烷至10%(W/V)最终浓度,将一定比例E.Coli内毒素与10%Elvax混合并强力搅拌至均匀悬液。内毒素药丸的计算公式:所需内毒素百分比=x/(0.1+x),x=毫克内毒素/毫升聚合物,内毒素-Elvax悬液用消毒滴管滴入8孔玻璃板聚合,完全聚合后,制成1mm3大小、每丸1.3±0.3mg,紫外线消毒后-40℃储藏备用。
(2)角膜囊袋制作:所有手术步骤均在无菌条件下进行,3%戊巴比妥钠兔耳缘静脉注射全身麻醉(25mg/kg),1%丁卡因局部点眼麻醉,在角膜中央做1.5mm、1/2角膜厚度切口,向6点位潜行分离1/2厚角膜囊袋,至距角膜缘2.0mm处,采用玻璃套管植入制备好的缓释药丸,将囊袋切口重新复位,以便愈合。角膜新生血管与局部内毒素呈量效依赖关系。用浓度为15%内毒素聚合物能获得显著的角膜新生血管生长,仅伴有轻微的角膜水肿,能诱生适宜的角膜新生血管动物模型。内毒素浓度过高则引起显著的角膜炎症,基质浑浊而且新生血管生长易融合,影响新生血管测量和计算的准确性,浓度太低则诱导力度过小,不适合模型的要求。
内毒素诱生的角膜新生血管继发于炎症反应,并且炎症刺激反应与新生血管的诱生呈正相关,内毒素诱生新生血管过程可能受巨噬细胞分泌的bFGF因子调控,并且被巨噬细胞分泌的其他因子如肿瘤坏死因子-2α和转化生长因子-2β放大。当然,炎症反应并不是新生血管诱生的先决条件,像bFGF、VEGF等缓释聚合物诱生的则是非炎症性角膜新生血管。
该模型与角膜基质肿瘤植入术、热烙术、物理化学灼伤诱生的角膜新生血管模型相比较,其最大的优点是:新生血管定向成束生长,重复稳定,测定和定量分析的准确性明显提高,并且可采用计算机图像分析系统进行每日连续动态定量测定,方便与对照组比较。缺点:操作复杂、影响因素多、手术创伤本身即可引起角膜新生血管形成。
2.生长因子(bFGF、VEGF等)缓释药丸诱生的角膜新生血管动物模型 下面以bFGF缓释药丸为例说明角膜新生血管动物模型制作方法:bFGF缓释药丸由缓释剂聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯(hydron)和一定量的诱导剂bFGF混合而成,在bFGF-hydron缓释药丸中加入一定量的硫糖铝(sucralfate),制成hydron包裹的bFGF-sucralfate缓释药丸,可有效地稳定bFGF的生物活性,减缓bFGF的释放。角膜囊袋按常规方法制作。
bFGF是包含146个氨基酸具有复杂功能的单链肽,在一系列体外实验中,被证实具有对血管内皮细胞分化、增殖、迁移和趋化作用。Montesano等的体外实验表明:bFGF诱导的微血管内皮细胞可产生大量的u-PA,在血管生成早期起中心作用,u-PA将纤维蛋白溶酶原转化成具有酶活性的纤维蛋白溶酶,后者又可激活胶原酶,溶解新生血管起始缘的基膜,并导致内皮细胞进入三维的胶原基质,形成新的毛细血管芽。
该模型的优点在于:bFGF作为新生血管的直接刺激因子,可排除炎症等间接新生血管刺激因素,这对于特定的新生血管抑制剂的疗效评价有重要意义。便于定量分析,稳定性和重复性俱佳且经济实用。