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  可注射的生物可降解自愈合水凝膠由于其易操作、副作用低、高的藥物包埋率以及可控的藥物釋放能力等優(yōu)點(diǎn)，在腫瘤局部治療中受到了很大關(guān)注。但是，目前報(bào)道的大多數(shù)自愈合水凝膠缺乏自我降解的實(shí)時(shí)損示蹤監(jiān)測(cè)能力以及腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的降解治療特性，同時(shí)其生物活性需要進(jìn)一步提高。近日，西安交通大學(xué)雷波教授課題組開發(fā)了一類新型檸檬酸基生物活性水凝膠材料，該材料具有穩(wěn)定光致發(fā)光、可注射、自修復(fù)、溫敏性、pH響應(yīng)性等多功能特性，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤局部的微環(huán)境響應(yīng)性治療和自修復(fù)材料降解的無(wú)損示蹤能力，成果發(fā)表于Biomaterials。

  檸檬酸基醫(yī)用材料是一類重要的仿生彈性生物活性材料，是為數(shù)不多得到美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于體內(nèi)植入的人工合成醫(yī)用聚合物材料，傳統(tǒng)的檸檬酸聚合物具有力學(xué)性質(zhì)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(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。西安交通大學(xué)雷波教授課題組近年來(lái)圍繞檸檬酸基聚合物材料的功能化修飾和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用做了大量的研究工作：通過(guò)分子硅雜化制備出多功能特性聚硅檸檬酸無(wú)機(jī)-有機(jī)生物活性材料；通過(guò)陽(yáng)離子聚合物修飾實(shí)現(xiàn)對(duì)siRNA及miRNA的高效裝載與控釋用于腫瘤治療、骨組織再生以及肥胖治療；通過(guò)抗菌多肽功能化修飾實(shí)現(xiàn)抗感染-抗腫瘤-促創(chuàng)面組織再生應(yīng)用；發(fā)現(xiàn)功能化檸檬酸基聚合物材料通過(guò)MAPK/p38α信號(hào)途徑促進(jìn)骨骼肌再生的生物效應(yīng)，以及通過(guò)促進(jìn)免疫細(xì)胞極化抗炎作用促進(jìn)創(chuàng)面組織修復(fù)與再生生物效應(yīng)。

  課題組近期開發(fā)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熒光跟蹤檢測(cè)能力，以及腫瘤微環(huán)境響應(yīng)性降解和藥物釋放的功能，并可安全有效實(shí)現(xiàn)對(duì)皮膚腫瘤的局部治療以及材料降解的可視化無(wú)損示蹤。FPRC水凝膠具有多功能性，包括溫敏性，可注射性，自愈合能力，光致發(fā)光能力和pH響應(yīng)性降解和藥物釋放。FPRC水凝膠具有強(qiáng)烈的紅色熒光，以及良好的光穩(wěn)定性，組織穿透性和生物相容性，確保水凝膠在體內(nèi)的降解可以被有效地跟蹤和檢測(cè)。此外，F(xiàn)PRC水凝膠具有pH響應(yīng)性的阿霉素（DOX）釋放，能有效殺死A375細(xì)胞并被抑制體內(nèi)腫瘤的生長(zhǎng)。同時(shí)與游離的DOX相比,FPRC@DOX水凝膠具有更好的抑制腫瘤生長(zhǎng)的效果，并且降低了DOX的生物毒性。這些結(jié)果表明，F(xiàn)PRC水凝膠在腫瘤局部治療中具有良好的應(yīng)用潛力，并且這項(xiàng)工作為腫瘤治療中自愈合水凝膠材料的實(shí)時(shí)檢測(cè)提供了新思路。

FPRC多功能檸檬酸水凝膠材料設(shè)計(jì)與腫瘤治療-材料示蹤應(yīng)用示意圖

  西安交通大學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)研究院博士生王敏同學(xué)為該論文第一作者，前沿科學(xué)技術(shù)研究院雷波教授為該論文唯一通訊作者，西安交通大學(xué)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(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、西安交通大學(xué)青年拔尖人才計(jì)劃以及陜西省領(lǐng)軍人才計(jì)劃支持。

  原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961220305470