黏液与灌流肺芯片中的重复给药抗炎评价
结合人工黏液穿透与 A549 肺芯片流出液的 IL-6/IL-8，比较黏液溶解与抗炎双药载体的生物作用。
用途与模型
- 研究用途
- 吸入递药的黏液屏障与较长时间抗炎反应评价；模型细胞及载体组合的早期可行性比较。
- 模型与细胞来源
- Emulate 肺芯片中的 A549 肺上皮细胞系，气液界面与灌流、周期性牵张；上方加入商业合成黏液，下方用 IL-1β 诱导炎症。
- 方法版本
- 2026 年 A549 肺芯片、商业合成黏液、IL-1β 刺激及 9 天重复给药版本
- 实验形式
- 先在 2D A549 中初筛，再于肺芯片每 72 小时给药并在第 3/6/9 天给药前收集下方流出液。插入物的囊性纤维化模拟黏液穿透实验属于独立辅助体系。
材料与平台
- 细胞与芯片
- A549（ATCC）与 Emulate 肺芯片；2D 细胞相容性另使用 MRC-5 肺成纤维细胞。A549 为肺癌来源细胞系。
- 炎症与黏液
- 芯片下方 IL-1β 5 ng/mL 持续刺激 1 周，上方 Biochemazone 商业合成黏液。插入物穿透实验另用约 625 μm 厚的囊性纤维化模拟黏液。
- 给药与对照
- NAC+ATRA、仅 NAC 与仅 ATRA 的脂质–聚合物载体；芯片载体浓度 2 mg/mL，上方 200–300 μL/h 给药 1 小时后停止上方流动，下方保持 30 μL/h。无 IL-1β 与 IL-1β 刺激组作对照。
- 检测
- 流出液 IL-6 与 IL-8 用 ELISA 测量；辅助 2D 使用 MTT，人工黏液用流变与荧光载体穿透分析。
测量指标与分析
- 芯片第 3/6/9 天流出液 IL-6 与 IL-8 浓度
- 人工黏液接收侧荧光载体量
- 人工黏液复数黏度变化
- 2D 细胞 MTT 与摄取指标
按同一采样日比较刺激对照及 3 种载体组；流出液浓度与较长培养的细胞保留情况一起解释。人工黏液穿透、MTT 和摄取使用各自的模型与暴露条件，分别分析这些终点。
研究设计与结果
方法可行性研究
- 研究设计
- 2D 短时反应后，在具有合成黏液、灌流和周期性牵张的 A549 肺芯片中重复给药 9 天，比较双药与单药载体的因子变化。
- 测试范围
- 肺芯片检测 n=3；二维细胞反应 n=4；黏液穿透与流变 n=3，均为细胞系或人工体系的实验重复。
- 参照体系
- 受 IL-1β 刺激与未刺激对照；NAC+ATRA、仅 NAC 及仅 ATRA 载体。2D 游离药物另按载体释放量设比较条件。
- 研究结果
- 双药载体第 3 天降低 IL-6 与 IL-8 的效果较不含 NAC 载体强，相对抑制维持至第 9 天；仅 NAC 对 IL-6 也有影响，对 IL-8 的作用较弱并随时间变化。
适用条件与研究局限
- 使用肺癌来源 A549，未直接验证患者来源哮喘、囊性纤维化或慢阻肺上皮。
- 人工插入物与肺芯片使用不同黏液，芯片选择更适合微流控通道的商业合成黏液。
- 较长时间各组因子整体下降；作者提出高流速造成细胞脱落及 ATRA 影响 A549 数量的可能性，浓度结果尚缺逐细胞归一化。
- 没有体内分布、清除或药效验证，载体雾化前后及长期重复给药仍为后续工作。
来源与原文
- Mucopenetrative Lipid–Polymer nanoparticles show Potent Anti-Inflammatory activity in a human Lung-on-Chip model原始研究 · International Journal of Pharmaceutics · 2026-02-19