近年来，全球终末期肾脏疾病患者数量激增，使其成为目前影响全球公共健康的一大危险因素。自从上世纪50年代第一例肾脏移植手术成功后，肾脏移植逐渐成为终末期肾病患者的最佳治疗选择。心脏死亡器官捐献(DCD)是目前临床上应用最广泛的供体肾脏来源，然而在DCD捐献手术的过程中由于供体心脏死亡会使器官经历热缺血的过程，导致器官氧供不足、活性氧自由基过表达损伤肾脏组织，最终严重降低供体器官质量、影响移植手术后的生存率还会增加术后并发症的风险。


因此，如何能在DCD捐献手术的缺血过程中向肾脏递送氧气逆转组织乏氧、同时清除活性氧保护肾脏成为了临床上器官移植领域亟待解决的科学问题。


基于对以上问题的思考，本研究设计了一种基于全氟化碳的过氧化氢响应性纳米载体M-PHNs，利用二氧化锰和过氧化氢的反应性消耗缺血组织产生的过量过氧化氢并产生氧气、同时全氟化碳优越的载氧释氧性质使其成为氧气“储库”，以期达到“产氧-储氧-释氧”一体化的氧自供纳米平台。本论文将从以下三个部分进行研究。


第一部分M-PHNs纳米粒的制备及理化性质表征。


利用原位生物矿化法和超声乳化法制备得到包载了PFC的二氧化锰白蛋白供氧纳米粒(M-PHNs)。通过电位及粒度分析仪测定M-PHNs的水合粒径及表面电位，透射电子显微镜观察其形貌;接下来，在M-PHNs的全波长紫外吸收光谱图中观察二氧化锰特征吸收峰的存在;同样地，使用气相色谱方法定性FDC和FMCP的特征峰，分别证明了二氧化锰、全氟化碳在M-PHNs纳米粒的成功加载;通过监测不同时间点的粒径变化情况考察M-PHNs纳米粒的储存稳定性及生理环境稳定性;本部分结果表明M-PHNs纳米粒的成功制备，且纳米粒具有合适的粒径大小及优越的稳定性，可用于后续体内外实验。


第二部分M-PHNs纳米粒体外产氧释氧能力的研究。加入过氧化氢后，通过比较不同反应时间点M-PHNs纳米粒的紫外吸收光谱变化以及过氧化氢的残余量的变化证明M-PHNs与过氧化氢的反应性;使用溶氧微电极考察M-PHNs纳米粒体外产氧以及长效释氧的能力;最后建立HK-2细胞模型验证M-PHNs纳米粒显著改善乏氧环境下细胞的存活能力，并下调乏氧HK-2细胞中HIF-1α的表达。

第三部分M-PHNs纳米粒体内逆转乏氧的能力及对缺血损伤的肾脏的保护作用。建立小鼠肾脏缺血模型，使用溶氧微电极测定M-PHNs纳米粒在缺血肾脏组织匀浆液中的产氧情况;对肾脏切片进行HIF-1α免疫组化分析证明M-PHNs纳米粒能够下调缺血肾脏中HIF-1α的表达;接下来，通过测定缺血肾脏中抗凋亡蛋白Bcl-2的表达量变化、抗氧化指标SOD、MDA的表达以及H&E染色的病理组织学检查来证明M-PHNs纳米粒对缺血肾脏的保护作用。结果显示MPHNs能够改善肾脏缺血造成的乏氧微环境、保护肾脏免受缺血损伤。


M-PHNs纳米粒作为一种“产氧-储氧-释氧”一体化的氧自供纳米平台，不仅能够在体内外有效递送氧气改善肾脏乏氧，同时还能够清除肾脏缺血过程中过量产生的过氧化氢，减轻缺血肾脏受到的活性氧损伤。这些特质使得M-PHNs具有极大的临床潜力，或可以解决实际DCD肾脏移植手术中存在的缺血损伤导致的供体器官质量下降的问题。