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東南大學(xué)葛麗芹教授、劉玲教授 CEJ：基于微波吸收的磁性液態(tài)金屬納米導(dǎo)彈用于熱動(dòng)力/免疫級(jí)聯(lián)肝癌治療
2023-07-17  來(lái)源：高分子科技

  作為一種前景廣闊的微創(chuàng)技術(shù)，熱消融技術(shù)在過(guò)去幾十年中被廣泛用于治療局部不可切除的惡性腫瘤。其中，微波消融（MWA）療法作為一種局部治療方法，在肝細(xì)胞癌、腎細(xì)胞癌、肺癌等多種難治性實(shí)體瘤的治療中引起了廣泛關(guān)注。與其他熱療策略相比，MWA療法具有明顯的優(yōu)勢(shì)，如避免了光熱療法中組織穿透的限制、加熱速度快、腫瘤消融區(qū)域大、不易受熱沉效應(yīng)的影響等。然而，MWA治療面臨的主要挑戰(zhàn)是微波電磁能到熱能的能量轉(zhuǎn)換效率低，從而導(dǎo)致病灶覆蓋不完全、消融不徹底以及非致命性熱損傷。這些后果可能進(jìn)一步導(dǎo)致病灶的高復(fù)發(fā)率，尤其是對(duì)于大的或不規(guī)則的腫瘤以及位于高危部位的腫瘤。為了徹底消融腫瘤，MWA治療往往需要在較高的操作功率密度下產(chǎn)生較大的消融區(qū)，從而對(duì)周?chē)＝M織造成嚴(yán)重的熱損傷，副作用頻發(fā)。因此，為了兼顧MWA治療的療效和安全性，開(kāi)發(fā)一種功能材料，賦予現(xiàn)有MWA治療更強(qiáng)的腫瘤加熱功效，產(chǎn)生多方面的抗腫瘤作用，具有重要意義。



  近日，東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院葛麗芹教授課題組和中大醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科劉玲教授合作，設(shè)計(jì)了一種基于微波吸收的磁性液態(tài)金屬納米雜化物，作為 "腫瘤精確打擊的納米導(dǎo)彈"，通過(guò)微波熱動(dòng)力學(xué)協(xié)同免疫調(diào)節(jié)增強(qiáng)肝癌的微波治療效果，這項(xiàng)研究為進(jìn)一步擴(kuò)展 MWA療法的臨床應(yīng)用提供新思路。



  在這項(xiàng)工作中，該課題組致力于設(shè)計(jì)一種微波響應(yīng)增敏材料用于增強(qiáng)MWA技術(shù)在肝癌中的應(yīng)用。研究人員將Fe3O4 納米顆粒摻雜到液態(tài)金屬中制備磁性液態(tài)金屬（MLM），然后置于海藻酸鈉(ALG)溶液中進(jìn)行超聲處理得到ALG微凝膠殼修飾的MLM NPs，并通過(guò)層層自組裝（LBL）技術(shù)進(jìn)一步包覆透明質(zhì)酸（HA），得到磁性液態(tài)金屬納米導(dǎo)彈（MLM@ALG-L NMs）。磁性Fe3O4 納米顆粒與功能化液態(tài)金屬的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)的微波熱效應(yīng)和微波動(dòng)力學(xué)效果，微波熱效應(yīng)的增強(qiáng)歸因于多種損耗機(jī)制帶來(lái)的優(yōu)異的微波吸收性能。MLM@ALG-L NMs具有良好的腫瘤靶向性，并引入MRI功能，為納米導(dǎo)彈提供成像導(dǎo)航。此外MLM@ALG-L NMs結(jié)合MWA治療可以通過(guò)增強(qiáng)Fenton反應(yīng)產(chǎn)生大量活性氧（ROS）并消耗谷胱甘肽（GSH），增強(qiáng)微波熱動(dòng)力療法。同時(shí)，該納米導(dǎo)彈結(jié)合MWA治療可以通過(guò)巨噬細(xì)胞向促炎M1表型極化和增加T淋巴細(xì)胞在腫瘤的浸潤(rùn)產(chǎn)生免疫調(diào)節(jié)作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的MWA治療相比，這種微波熱動(dòng)力學(xué)/免疫級(jí)聯(lián)治療策略在小鼠肝癌模型上顯示出卓越的治療優(yōu)勢(shì)（治療效果增強(qiáng)>2倍）。這項(xiàng)工作為開(kāi)發(fā)高效的微波響應(yīng)增敏材料開(kāi)辟了一條新的途徑，也為熱力學(xué)/免疫級(jí)聯(lián)療法增強(qiáng)MWA技術(shù)提供了一個(gè)新思路。
該研究論文以“Microwave absorption-based magnetic liquid metal nano-missiles for thermodynamic/immunological cascade hepatoma therapy”為題于2023年7月在國(guó)際頂級(jí)期刊《Chemical Engineering Journal》發(fā)表，東南大學(xué)碩士生劉宗浩為第一作者，葛麗芹教授和劉玲教授為該論文共同通訊作者。


  原文鏈接: Z. Liu, X. Ta, Y. Huang, W. Li, N. Yang, R. Yuan, Q. Chen, L. Liu, L. Ge. Microwave absorption-based magnetic liquid metal nano-missiles for thermodynamic/immunological cascade hepatoma therapy[J]. Chemical Engineering Journal, 2023, 471: 144688.

  DOI: 10.1016/j.cej.2023.144688

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723034198

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