西安交大開發出新型檸檬酸基生物活性水凝膠材料

2020-12-26 騰訊網

可注射的生物可降解自癒合水凝膠由於其易操作、副作用低、高的藥物包埋率以及可控的藥物釋放能力等優點，在腫瘤局部治療中受到了很大關注。但是，目前報導的大多數自癒合水凝膠缺乏自我降解的實時損示蹤監測能力以及腫瘤微環境響應的降解治療特性，同時其生物活性需要進一步提高。近日，西安交通大學雷波課題組開發了一類新型檸檬酸基生物活性水凝膠材料，該材料具有穩定光致發光、可注射、自修復、溫敏性、pH響應性等多功能特性，有效實現對腫瘤局部的微環境響應性治療和自修復材料降解的無損示蹤能力，成果發表於Biomaterials。

檸檬酸基醫用材料是一類重要的仿生彈性生物活性材料，是為數不多得到美國FDA批准用於體內植入的人工合成醫用聚合物材料，傳統的檸檬酸聚合物具有力學性質差、降解快、降解局部酸性以及功能單一的問題，限制了其中生物醫學領域的廣泛應用。西安交通大學雷波教授課題組近年來圍繞檸檬酸基聚合物材料的功能化修飾和生物醫學應用做了大量的研究工作：通過分子矽雜化製備出多功能特性聚矽檸檬酸無機-有機生物活性材料；通過陽離子聚合物修飾實現對siRNA及miRNA的高效裝載與控釋用於腫瘤治療、骨組織再生以及肥胖治療；通過抗菌多肽功能化修飾實現抗感染-抗腫瘤-促創面組織再生應用；發現功能化檸檬酸基聚合物材料通過MAPK/p38α信號途徑促進骨骼肌再生的生物效應，以及通過促進免疫細胞極化抗炎作用促進創面組織修復與再生生物效應。

FPRC多功能檸檬酸水凝膠材料設計與腫瘤治療-材料示蹤應用示意圖

課題組近期開發的多功能可注射聚檸檬酸酯水凝膠（FPRC），具有生物降解的可視化螢光跟蹤檢測能力，以及腫瘤微環境響應性降解和藥物釋放的功能，並可安全有效實現對皮膚腫瘤的局部治療以及材料降解的可視化無損示蹤。FPRC水凝膠具有多功能性，包括溫敏性，可注射性，自癒合能力，光致發光能力和pH響應性降解和藥物釋放。FPRC水凝膠具有強烈的紅色螢光，以及良好的光穩定性，組織穿透性和生物相容性，確保水凝膠在體內的降解可以被有效地跟蹤和檢測。此外，FPRC水凝膠具有pH響應性的阿黴素（DOX）釋放，能有效殺死A375細胞並被抑制體內腫瘤的生長。同時與游離的DOX相比,FPRC@DOX水凝膠具有更好的抑制腫瘤生長的效果，並且降低了DOX的生物毒性。這些結果表明，FPRC水凝膠在腫瘤局部治療中具有良好的應用潛力，並且這項工作為腫瘤治療中自癒合水凝膠材料的實時檢測提供了新思路。

西安交通大學前沿科學技術研究院博士生王敏同學為該論文第一作者，前沿科學技術研究院雷波教授為該論文唯一通訊作者，西安交通大學前沿院為論文第一作者單位和通訊作者單位。該研究受到國家自然科學基金重點項目、面上項目、西安交通大學青年拔尖人才計劃以及陝西省領軍人才計劃支持。

來源：西安交大

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961220305470

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