高血脂是一種常見的代謝異常癥狀，可由遺傳、飲食、生活習(xí)慣、藥物、其他疾病等多種因素引起。高血脂可導(dǎo)致血液粘稠度增加，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化和血栓形成，增加冠心病、心肌梗死、腦卒中、腎功能損害等嚴(yán)重并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。

血脂清除治療是指通過體外循環(huán)或其他方式，將血液中過多的脂類物質(zhì)(如膽固醇、甘油三酯等)清除出去，以降低血脂水平，預(yù)防或治療高血脂相關(guān)的心腦血管疾病，具有作用快速強(qiáng)效、廣泛特異、安全溫和、持久穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)報(bào)道，在國內(nèi)外已有多個(gè)臨床試驗(yàn)或觀察性研究驗(yàn)證了這些技術(shù)在高血脂患者中的有效性和安全性。然而，目前體外血脂清除技術(shù)原理包括吸附、沉淀和過濾，常用的主要有五種方法，包括硫酸葡聚糖吸附法(DSA)、肝素介導(dǎo) LDL-C 沉淀法(HELP)、雙重過濾血漿置換法(DFPP)、免疫吸附法(IA)和全血脂蛋白吸附(DALI)。這些方法普遍面臨耗時(shí)長、分離柱昂貴、有效性不足、難以回收利用等一種或多種問題，亟需成本低廉、可靠性高、操作簡便的新型體外血脂清除技術(shù)產(chǎn)品迭代更新。

理想的血脂吸附材料必須具有巨大的比表面積、高效的吸附性能、堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)、出色的再生能力和良好的生物相容性。因此，構(gòu)建一種能實(shí)現(xiàn)有效回收的微納米級(jí)多孔網(wǎng)絡(luò)材料是實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的首選方案?；ǚ圩鳛橐环N隨處可見的自然資源，為開發(fā)高性能吸附劑開辟了新途徑。通過精細(xì)的加工方法，可以提取出具有獨(dú)特中空結(jié)構(gòu)和多孔表面的孢粉外皮，并且不會(huì)破壞花粉與生俱來的精密結(jié)構(gòu)。其中，油菜花粉是一種容易獲得且成本效益高的材料，具有天然復(fù)雜的多孔結(jié)構(gòu)，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定均一，能夠進(jìn)一步開展理化修飾。因此，我們選擇油菜花粉為基本載體來構(gòu)建低成本、可復(fù)用、高吸附率的體外血脂吸附材料。

本項(xiàng)目核心技術(shù)包括：

1）油菜花粉碳化技術(shù)

油菜花粉經(jīng)過除去內(nèi)核、固定形態(tài)、碳化、洗滌四步處理之后可得到碳化油菜孢粉素外殼，呈橢球形，具有多孔網(wǎng)狀和比表面積大的特點(diǎn)，長度和寬度約為20um。碳化油菜孢粉素外殼的電鏡圖如圖1、2所示：

圖1 碳化油菜孢粉素外殼TEM圖

圖2 碳化油菜孢粉素外殼SEM圖

2）碳化油菜孢粉素外殼修飾技術(shù)

孢粉素外殼修飾技術(shù)總共分為三部分：a.四氧化三鐵磁顆粒原位生長；b.聚多巴胺涂層修飾；c.通過酰胺化反應(yīng)修飾硫酸軟骨素。修飾四氧化三鐵磁顆粒后方便利用外部磁場回收利用，聚多巴胺涂層為修飾硫酸軟骨素提供反應(yīng)基團(tuán)，硫酸軟骨素則作為低密度脂蛋白LDL的特異性配體，增強(qiáng)材料的特異性吸附。硫酸軟骨素和聚多巴胺涂層修飾的磁性孢粉素(MPS)的合成示意圖如圖3所示：

圖3 硫酸軟骨素和聚多巴胺涂層修飾

的磁性孢粉素(MPS)合成示意圖

圖4 硫酸軟骨素和聚多巴胺涂層修飾的磁性孢粉素(MPS)

合成過程中的電位變化

3）硫酸軟骨素和聚多巴胺涂層修飾的磁性孢粉素(MPS)填充的血脂吸附柱技術(shù)

針對(duì)目前已有的耗時(shí)長、分離柱昂貴、有效性不足、難以回收利用等體外血脂清除技術(shù)，將上述硫酸軟骨素和聚多巴胺涂層修飾的磁性孢粉素(MPS)用于體外血脂清除柱填料部分。制備低密度脂蛋白吸附劑的關(guān)鍵在于對(duì)低密度脂蛋白有良好的吸附性能，同時(shí)對(duì)高密度脂蛋白的吸附量盡可能低。使用修飾后的磁性孢粉素填充體外血脂清除柱，通過靜電相互作用和親疏水相互作用吸附高脂血癥患者血漿中的致病性LDL、TCH、TG，同時(shí)利用所得的磁性孢粉素帶有的負(fù)電荷可以排除對(duì)高密度脂蛋白(HDL)的吸附，清除后的血液(血清+血漿)全程無需分離，直接回輸靜脈。工作后的柱填料MPS通過外加磁場進(jìn)行富集提取，外部超聲乳化清洗后可重復(fù)使用。既減少了體外清除的繁復(fù)操作，又大幅降低成本，同時(shí)利用MPS的兩親性和負(fù)電特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同血脂成分的全面清除(或保留)。

圖5 經(jīng)聚多巴胺涂層和硫酸軟骨素修飾磁性孢粉素(MPS)填充的

血脂吸附柱技術(shù)示意圖

為了驗(yàn)證上述MPS的吸附作用，對(duì)靜態(tài)吸附高脂血癥患者血清中致病性總膽固醇(TCH)的過程進(jìn)行模擬，吸附結(jié)果如圖6所示。一般來說，高脂血癥患者血清中膽固醇濃度高于6.2mmol/L，而模擬過程中使用的TCH PBS溶液濃度遠(yuǎn)高于6.2mmol/L，模擬結(jié)果表明：MPS的最終吸附效率保持在85%以上，在適當(dāng)條件下可保持在95%以上。

圖6 使用TCH PBS溶液模擬靜態(tài)吸附高脂血癥患者血清中致病性總膽固醇(TCH)的吸附率(圖A為在固定MPS濃度條件下，TCH PBS溶液中TCH濃度與吸附率的關(guān)系；圖B為在固定MPS和TCH濃度條件下，MPS和TCH的體積比與吸附率的關(guān)系)

經(jīng)濟(jì)性：目前臨床采用的體外血脂清除治療，以單膜血漿置換療法為主，選擇性較低，治療成本高昂，不可復(fù)用，普及率較低。本產(chǎn)品預(yù)期降低單次治療成本80%以上，實(shí)現(xiàn)患者單人多次重復(fù)使用，可大幅降低治療成本，推動(dòng)該療法的普及率。

可替代性：現(xiàn)有的單膜血漿置換和血漿吸附治療，均為一次性使用耗材，不具備回收重復(fù)使用、多次使用性能。本產(chǎn)品通過成熟的磁控方式，可在超潔凈的工作狀態(tài)下完成填充材料的自動(dòng)洗脫過程，實(shí)現(xiàn)多次安全使用。具有較高的不可替代性。

制備難度：目前市場已有的同類產(chǎn)品，制備難度普遍不高，屬于成熟的透析或吸附技術(shù)，同時(shí)具有較高的制備成本。本產(chǎn)品制備難度較高，技術(shù)壁壘較高，但研發(fā)完成后單位成本極低，在技術(shù)支撐條件下量產(chǎn)難度不大。

顯著效果：根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本產(chǎn)品能夠達(dá)到可重復(fù)的85%以上血脂吸附效果，且特異性較高，副作用低。性能基本達(dá)到市場同類產(chǎn)品水平。

研發(fā)階段。

人工合成的微納米多孔網(wǎng)絡(luò)材料(如水凝膠和纖維素衍生物)在制備過程中往往會(huì)遇到程序復(fù)雜、穩(wěn)定性不足、成本高昂、難以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用等難題。相比之下，天然來源的仿生微納米材料因其獨(dú)特優(yōu)越的結(jié)構(gòu)和性能，可提供更經(jīng)濟(jì)、更可持續(xù)的解決方案。這些源自大自然的材料的應(yīng)用，具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

市場前景：

本項(xiàng)目應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)獒t(yī)療大健康領(lǐng)域，產(chǎn)品屬于第二類醫(yī)療器械中臨床檢驗(yàn)分析儀器類。

在當(dāng)前高血脂患者數(shù)量不斷增加，心腦血管疾病危害日益嚴(yán)重的形勢下，血脂清除治療有望成為一種重要的補(bǔ)充手段，為高血脂患者提供更多的選擇和希望。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2027年，中國降血脂藥物市場規(guī)模將達(dá)到350億元，其中血脂清除治療市場規(guī)模將達(dá)到10億元左右，占比約為3%。因此，血脂清除治療技術(shù)有著廣闊的市場前景和發(fā)展空間。

發(fā)展規(guī)劃：

當(dāng)前-2025年1月：開展納米磁控血脂體外分離材料的小試合成(kg級(jí)別)；設(shè)計(jì)配套填充柱；

2025年1月-2025年7月：開展小鼠、兔子等動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證納米磁控血脂體外分離柱性能及相關(guān)指標(biāo)；申請(qǐng)配套填充柱知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)；構(gòu)建模型樣機(jī)；

2025年7月及以后：推進(jìn)量產(chǎn)研發(fā)，嘗試中試合成，驗(yàn)證大規(guī)模量產(chǎn)性能穩(wěn)定性。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)：

該成果已申請(qǐng)/授權(quán)多項(xiàng)中國發(fā)明專利。

合作方式：