上海硅酸鹽所在多功能新型生物活性玻璃材料研究中獲進(jìn)展
作為一種新型腫瘤治療方式,光熱治療(PTT)顯示出優(yōu)勢(shì)。但在常規(guī)的PTT中,很難測(cè)量腫瘤部位的準(zhǔn)確溫度,PTT溫度過(guò)低,不能殺死腫瘤細(xì)胞,過(guò)高的溫度又可能燙傷周圍的正常組織。因此,在PTT過(guò)程中,原位監(jiān)測(cè)溫度以確定PTT治療的最佳溫度、修復(fù)PTT治療時(shí)可能產(chǎn)生的對(duì)周邊正常組織燙傷是需要解決的問(wèn)題,發(fā)展精準(zhǔn)測(cè)量病灶部位溫度、兼具光熱治療腫瘤和組織修復(fù)的多功能生物活性材料具有重要意義。 近日,中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員常江、吳成鐵帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),在原位光熱治療、熒光監(jiān)測(cè)光熱治療溫度并修復(fù)燙傷組織的光熱測(cè)溫生物活性材料研究方面獲得進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備了一種能產(chǎn)生光熱效應(yīng)以殺死腫瘤、通過(guò)熒光監(jiān)測(cè)腫瘤原位溫度、修復(fù)過(guò)高光熱對(duì)腫瘤周邊正常組織燙傷的多功能新型生物活性玻璃材料。相關(guān)研究成果以Multi-functional Bioactive Nd-Ca-Si Glasses for Fluorescent Thermometry, Photothermal Therapy and Burn Tissue Repair為題,發(fā)表在Science Advances上,并申請(qǐng)發(fā)明專利一項(xiàng)。上海硅酸鹽所在讀博士生馬玲玲為論文第一作者,導(dǎo)師、研究員常江為論文通訊作者。 研究團(tuán)隊(duì)采用無(wú)容器氣懸浮技術(shù),將稀土元素Nd引入具有生物活性的鈣硅基(Ca-Si)材料中,制備出一種新型的多功能Nd-Ca-Si基生物活性玻璃。該生物玻璃具有近紅外光光熱性能、良好的熒光特性,且熒光強(qiáng)度與材料溫度呈線性關(guān)系,因此可在光熱治療過(guò)程中通過(guò)測(cè)量熒光強(qiáng)度測(cè)定光熱時(shí)腫瘤部位材料的溫度。該團(tuán)隊(duì)將多功能Nd-Ca-Si生物活性玻璃海藻酸復(fù)合,制備出多功能可注射水凝膠,可原位注射到動(dòng)物腫瘤部位;研究該生物玻璃復(fù)合水凝膠在不同溫度下PTT對(duì)腫瘤的殺傷作用及不同溫度對(duì)正常組織的燙傷程度,以此確定最佳PTT溫度,能有效消除腫瘤和避免/減輕周邊正常組織燙傷的光熱治療溫度。研究人員通過(guò)研究PTT腫瘤殺傷效果和周邊組織燙傷關(guān)系,發(fā)現(xiàn)在治療過(guò)程中很難完全避免對(duì)周邊正常組織的燙傷;生物玻璃復(fù)合水凝膠釋放的活性組分具有促進(jìn)組織再生的生物活性,能夠促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移及成血管基因表達(dá)。體內(nèi)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示,該類生物玻璃復(fù)合水凝膠可有效修復(fù)PTT過(guò)程中產(chǎn)生的周邊組織燙傷;在體內(nèi)降解過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生組織及主要器官中材料降解產(chǎn)物的富集,無(wú)潛在毒性風(fēng)險(xiǎn)。該多功能生物玻璃可用于腫瘤光熱治療溫度監(jiān)測(cè)和組織修復(fù),還有可能作為溫度監(jiān)測(cè)材料用于植入式熱療醫(yī)療器械的潛在應(yīng)用。 ![]() 圖1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示意圖 |