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Acta Biomater.湖南大學施李楊/戴建武團隊利用動態水凝膠生物材料長效局部遞送抗癌藥物
來源：湖南大學 2022-07-01
導讀：近日，湖南大學施李楊/戴建武團隊在生物材料領域頂級期刊Acta Biomaterialia（影響因子：10.63）上發表了題為”Metal-organic framework-based hydrogel with structurally dynamic properties as a stimuli-responsive localized drug delivery system for cancer therapy”的研究論文，開發了一種新型水凝膠藥物制劑，可顯著降低抗癌藥物毒副作用并提高抗腫瘤效果。
據世界衛生組織發布資料顯示，全球每年近1000萬例死亡由癌癥導致，占總死亡數的16%。我國每年新發癌癥約450萬人，占全球總癌癥新發病例的20%-25%，已成為全球癌癥高發地區。臨床治療癌癥的主要手段之一是給予癌癥病人靜脈注射抗腫瘤藥物，但副作用極大，嚴重損壞病人正常組織器官。近日，湖南大學施李楊/戴建武團隊在生物材料領域頂級期刊Acta Biomaterialia（影響因子：10.63）上發表了題為”Metal-organic framework-based hydrogel with structurally dynamic properties as a stimuli-responsive localized drug delivery system for cancer therapy”的研究論文，開發了一種新型水凝膠藥物制劑，可顯著降低抗癌藥物毒副作用并提高抗腫瘤效果。金屬-有機框架(MOF)作為一種多孔納米生物材料，被用于抗腫瘤藥物遞送，但面臨諸多臨床挑戰：(1)材料在體內快速降解，易發生背景泄露，且未經修飾的MOF靶向效果差，循環到靶點的藥物濃度低；(2)納米藥物載體在體內循環代謝較快，停留時間較短，抑制腫瘤增長效果差；(3)靜脈遞送載藥納米材料會對免疫系統在內的正常組織產生嚴重毒副作用，存在全身性免疫抑制風險。為解決以上問題，湖南大學施李楊課/戴建武團隊利用動態配位化學策略開發了一種具有剪切變稀和自愈合能力的可注射MOF基水凝膠（圖1）。圖1可注射MOF基水凝膠作為局部給藥系統的設計及癌癥治療應用該研究先制備包裹阿霉素的MOF顆粒（DOX@MOF），再合成雙膦酸根修飾的透明質酸高分子（HA-BP）,通過簡單混合DOX@MOF懸濁液和HA-BP溶液制備HA-BP·MOF@DOX水凝膠。凝膠交聯網絡的形成是高分子上的雙膦酸基團和MOF上的鋅配位實現，該凝膠可被遞送到腫瘤原位，并能響應腫瘤部位的弱酸和高濃度ATP環境，可在局部緩慢釋放抗癌藥物。利用BALB/c荷瘤小鼠模型驗證了該水凝膠生物材料的優異體內抗腫瘤效果，只需一次注射治療即可長效抑瘤（圖2），該研究對研發臨床實用型抗腫瘤生物材料提供理論和實踐指導。圖2體內抗腫瘤治療效果：A-D)不同處理組單只小鼠腫瘤增長曲線; E)不同處理組小鼠腫瘤的平均增長曲線; F)不同處理組小鼠的生存率; G)不同處理組小鼠的體重變化。該論文第一作者是施李楊副教授指導的已畢業碩士研究生曾昱芹同學，湖南大學生物學院張璨副教授為共同一作。通訊作者為湖南大學生物學院施李楊副教授和戴建武教授。論文信息如下：Yuqin Zeng#, Can Zhang#, Dou Du, Ya Li, Lu Sun, Yuanyuan Han, Xiaoxiao He, Jianwu Dai*, Liyang Shi*, Metal-organic Framework-based Hydrogel with Structurally Dynamic Properties as a Stimuli-responsive Localized Drug Delivery System for Cancer Therapy.Acta Biomaterialia,2022, 145:43–51.
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