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  黑色素瘤是一種高度惡性的黑色素細(xì)胞腫瘤，多發(fā)生于皮膚。目前，外科手術(shù)切除病變是治療該病的主要方法之一，但手術(shù)切除不僅會造成大塊皮膚缺損，且很難完全清除腫瘤細(xì)胞。研制新型智能生物活性材料，在高效修復(fù)創(chuàng)面的同時清除殘余腫瘤細(xì)胞是治療該病癥的一種方法。

  近日，由中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員吳成鐵、常江帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊制備出載藥硅酸銅空心微球與靜電紡纖維智能復(fù)合支架，該支架既能加速皮膚創(chuàng)傷愈合，又能光熱結(jié)合化療治療黑色素瘤。并與華東師范大學(xué)教師易正芳團(tuán)隊合作，在動物體內(nèi)證實了該支架具有黑色素瘤治療與修復(fù)創(chuàng)面的雙重效果。

  該研究首先以SiO2微球為犧牲模板，采用水熱法合成出硅酸銅空心微球。制備出的硅酸銅空心微球具有內(nèi)部空心和外部納米針狀結(jié)構(gòu)，該微觀結(jié)構(gòu)的存在使其具有高比表面積，能有效裝載化療藥物。同時，硅酸銅空心微球表現(xiàn)出優(yōu)異光熱性能，是一種優(yōu)良的光熱轉(zhuǎn)換劑。利用靜電紡絲技術(shù)，制備出載藥的硅酸銅微球與高分子復(fù)合支架，該復(fù)合支架能緩慢持續(xù)釋放治療性Cu和Si離子。Cu離子能穩(wěn)定低氧誘導(dǎo)因子-1α（HIF-1α），促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞因子（VEGF）的表達(dá)，從而加速新生血管的形成，且Cu離子與Si離子結(jié)合能協(xié)同促進(jìn)血管新生。Si離子能促進(jìn)皮膚成纖維細(xì)胞的增殖，通過激活EMT和EndMT信號通路來加速傷口部位的膠原沉積，刺激細(xì)胞外基質(zhì)重組和組織重建，從而加速傷口部位的再上皮化。體內(nèi)慢性創(chuàng)面修復(fù)實驗證實，該支架具有促進(jìn)傷口部位血管形成和再上皮化的作用，進(jìn)而顯著促進(jìn)創(chuàng)面的愈合。  

圖1.復(fù)合支架的制備和應(yīng)用。a，以SiO2微球為犧牲模板，采用水熱法合成出硅酸銅空心微球，并將化療藥物裝載其中；b，利用靜電紡絲技術(shù)，將載藥硅酸銅空心微球紡入聚合物纖維中，制備出復(fù)合支架；c，復(fù)合支架用于黑色素瘤治療與創(chuàng)傷修復(fù)。

圖2.復(fù)合支架的表征。a-b，硅酸銅空心微球的透射電鏡照片、復(fù)合支架的掃描電鏡照片；硅酸銅空心微球含量為0%（c、g）、10%（d、h）、30%（e、i）；載藥硅酸銅空心微球含量為30%（f、j）；k，復(fù)合支架在近紅外光照射下的熱成像照片（硅酸銅空心微球含量A：0%、B：10%、C：20%、D：30%，載藥硅酸銅空心微球含量E：30%）。右下，復(fù)合支架在近紅外光照射下升溫到37、43和50℃時的藥物釋放曲線。

圖3.體內(nèi)慢性創(chuàng)面修復(fù)效果。a，第0、5、9、11和15天的慢性皮膚創(chuàng)口照片；b，15天內(nèi)創(chuàng)口愈合速度；c，免疫熒光及馬森三色組織切片染色照片；d-h，分別為CD31、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子、再上皮化、Ⅰ型膠原和Ⅲ型膠原蛋白的數(shù)量統(tǒng)計結(jié)果。 

  在近紅外光照射下，支架迅速升溫，且溫度隨摻入硅酸銅微球的含量和激光功率的增加而增加，溫度升高進(jìn)一步刺激藥物分子釋放，因此，通過該支架體現(xiàn)了光熱調(diào)控藥物傳輸效率的智能特性。在體內(nèi)腫瘤治療實驗中，在治療早期利用近紅外光照射該支架，使腫瘤處局部過熱，在光熱和化療藥物的協(xié)同作用下，腫瘤生長受到持續(xù)抑制，且治療效果優(yōu)于單一的光熱和化療治療模式。在治療后期停止激光照射，腫瘤不僅沒有復(fù)發(fā)，原有的創(chuàng)口還逐漸愈合，而對照組的傷口卻隨著腫瘤體積的增長而逐漸擴大。因此，該支架在光熱與化療協(xié)同治療黑色素瘤的同時，能顯著促進(jìn)創(chuàng)面的修復(fù)，在腫瘤治療和慢性創(chuàng)面修復(fù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 

  相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Nano上（博士研究生余青青為論文第一作者，吳成鐵為其指導(dǎo)導(dǎo)師），并申請專利一項。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、中組部青年千人計劃、中科院前沿科學(xué)研究計劃等的資助。 

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b08928