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近日，合肥工業(yè)大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院納米醫(yī)學(xué)和生物材料團(tuán)隊(duì)一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，通過光熱試劑在近紅外光照射下所產(chǎn)生的光熱效應(yīng)，能夠觸發(fā)化療藥物從粘流態(tài)高分子納米藥物載體中超敏釋放，顯著增強(qiáng)對腫瘤生長的抑制效果。該研究成果發(fā)表于國際材料學(xué)類期刊《先進(jìn)功能材料》（DOI: 10.1002/adfm.201603195）。

高分子納米藥物載體在腫瘤治療領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，第一代高分子納米藥物目前已經(jīng)在多個(gè)國家進(jìn)行臨床試驗(yàn)。然而最新研究發(fā)現(xiàn)，高分子納米藥物富集在腫瘤部位并被腫瘤細(xì)胞攝取后，需要從納米載體中快速釋放才能達(dá)到更有效的腫瘤殺傷效果，目前臨床使用的聚乳酸體系高分子納米藥物無法實(shí)現(xiàn)這一需求。

該團(tuán)隊(duì)開展的“近紅外光激發(fā)化療藥物從高分子納米載體可流動內(nèi)核的超敏釋放效應(yīng)”研究，在前期自主構(gòu)建的疏水性聚磷酸酯納米體系基礎(chǔ)上，通過包載光熱試劑和化療藥物阿霉素得到共負(fù)載納米體系，其內(nèi)核高分子材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低至-81.8 °C。在近紅外光照射5秒后，納米顆粒溶液溫度微弱上升0.5~1.5°C，并觸發(fā)化療藥物的快超敏釋放。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在腫瘤部位化療藥物富集基本相當(dāng)?shù)那闆r下，近紅外光觸發(fā)的化療藥物超敏釋放，能顯著增強(qiáng)抑制腫瘤生長。32天治療結(jié)束后，聚磷酸酯納米載體實(shí)驗(yàn)組小鼠腫瘤體積僅為聚乳酸納米實(shí)驗(yàn)組的三分之一。

對這兩種體系的熒光分子壽命檢測結(jié)果表明，在光熱效應(yīng)下，觸發(fā)藥物分子和聚磷酸酯鏈段速度加劇，導(dǎo)致藥物快速釋放；近紅外光照射停止后，化療藥物的釋放速度極劇降低。而在目前臨床上使用的第一代聚乳酸高分子納米藥物中，由于聚乳酸的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)40.2 °C，在光熱轉(zhuǎn)化時(shí)聚乳酸鏈段仍處于玻璃態(tài)，整個(gè)高分子鏈不能運(yùn)動，從而導(dǎo)致化療藥物運(yùn)動被阻止，這種超敏釋放效應(yīng)并未觀察到。

圖一、藥物從（A）聚磷酸酯和（B）聚乳酸納米顆粒的近紅外光超敏響應(yīng)性釋放示意圖；（C）聚磷酸酯和聚乳酸的DSC曲線。

圖二、（A）共負(fù)載IR-780和DOX聚磷酸酯和聚乳酸納米顆粒的光熱效應(yīng)；（B）近紅外光觸發(fā)DOX從聚磷酸酯和聚乳酸納米顆粒釋放行為。

圖三、（A）近紅外光照射下，DOX胞內(nèi)聚磷酸酯和聚乳酸納米顆粒的釋放效應(yīng)；（B）聚磷酸酯和聚乳酸納米顆粒載腫瘤組織的富集；（C）近紅外光照射下，共負(fù)載IR-780和DOX聚磷酸酯和聚乳酸納米顆粒對腫瘤生長的抑制曲線。

這一研究成果為抗腫瘤高分子納米藥物載體的設(shè)計(jì)提供了有價(jià)值的參考。該團(tuán)隊(duì)還將進(jìn)一步研發(fā)設(shè)計(jì)光調(diào)控的納米藥物載體，結(jié)合無機(jī)、脂質(zhì)以及高分子等材料的研究，以期對腫瘤進(jìn)行更有效的治療。

據(jù)介紹，該項(xiàng)成果的第一作者王俊俠是合肥工業(yè)大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院的碩士研究生，在該院納米醫(yī)學(xué)和生物材料團(tuán)隊(duì)以及中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)實(shí)驗(yàn)組完成。該同學(xué)一直從事聚磷酸酯納米體系用于腫瘤治療的研究工作。目前以共同第一作者在ACS Applied Materials Interfaces（IF 7.145）發(fā)表論文3篇，以第一作者身份在Advanced Functional Materials（IF 11.382）發(fā)表論文1篇。合肥工業(yè)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院納米醫(yī)學(xué)和生物材料團(tuán)隊(duì)目前由錢海生教授、楊顯珠教授、查正保教授、王峰教授等人組成，團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)關(guān)注納米載體與細(xì)胞相互作用的調(diào)控、納米體系用于腫瘤的成像診斷、治療等方面的研究。