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東南大學葛麗芹教授課題組《ACS AMI》:微波響應工程化血小板微針貼片用于腫瘤深層滲透和精準治療
2025-02-26  來源:高分子科技

  不可觸及的皮下實瘤,尤其是深部乳腺癌和黑色素瘤,已成為最常見的惡性腫瘤之一,對人類健康構成嚴重威脅。局部精準治療對于皮下腫瘤的治療意義和有效性日益受到重視,這歸功于其與傳統全身化療相比具有無可比擬的優勢,包括可忽略的系統毒性、療效穩定、操作微創等這是一種對患者友好且安全的藥物輸送方法。在這種情況下,對腫瘤的透皮給藥將提供長期有效的遞送,并且該方法可用于癌癥治療中的局部免疫激活和后續精準反復治療。其中,微針貼片通過局部遞送抗腫瘤藥物,如姜黃素、阿霉素和癌癥疫苗等,已被證明其在腫瘤治療中的巨大應用潛力。微針可以無痛地穿透皮膚,克服角質層屏障,并創建微通道以增強藥物輸送。此外,微針貼片還可以聯合物理治療(例如熱療),即進一步利用物理治療的破壞力摧毀腫瘤組織上的相互作用結構并加速癌細胞凋亡,從而增強協同治療,同時使響應性治療成為可能。然而,現有微針貼片仍面臨易從皮膚表面脫落、藥物暴露時間短等局限性。同時,微針通常依賴于被動擴散,這限制了治療有效負載藥物的穿透深度和分布。為了解決這些挑戰并提高藥物輸送效率和持續時間,采用不同的工程化設計策略增強微針遞送藥物透過表皮到達深層組織的滲透具有重要意義。


  近日,東南大學生物科學與醫學工程學院葛麗芹教授課題組設計了一種新型的基于工程化血小板的微針貼片,結合了微波響應的磁性生物金屬有機框架納米藥物。通過將工程化血小板與微波熱療相結合,能夠有效促進藥物對腫瘤的深層滲透并實現精準治療。



  在這項工作中,該課題組采用了一種簡單的自水熱合成方法,以鋅離子作為金屬源,天然抗癌藥物姜黃素作為生物有機配體,其中原位摻雜氨基化修飾的Fe3O4納米顆粒,通過水熱條件合成磁性生物金屬有機框架(Fe3O4@MOF)。制備的磁性生物金屬有機框架作為納米藥物展現了優異的微波熱效應和腫瘤殺死效果。之后基于仿生策略將其負載到血小板上,制備工程化血小板。由于血小板的異質性,負載在其表面的Fe3O4@MOF在吸收微波能量后能夠誘導不對稱熱,從而促進工程化血小板向深層組織的運動。進一步,工程化血小板可以在腫瘤微環境中被激活,觸發釋放血小板衍生微粒(PMPs納米藥物,結合微波熱療,可以有效增強細胞攝取并促進藥物深入滲透腫瘤。開發的可分離微針貼片系統使得微針尖端能夠快速與背稱層分離并留在目標組織中,用于局部腫瘤反復微波熱療。通過將工程化血小板集成到微針貼片中,可以有效增強藥物的經皮深層滲透,實現局部微波熱化療協同增效殺死腫瘤細胞。這項工作為未來深部腫瘤的局部透皮給藥提供了新的見解,也為擴大微波熱療在腫瘤深層藥物滲透中的應用開辟新的策略。


磁性生物金屬有機框架的制備與表征


工程化血小板的制備與表征


工程化血小板集成可分離微針貼片的構建與表征


  該研究論文以 Microwave-Responsive Engineered Platelet Microneedle Patch for Deep Tumor Penetration and Precision Therapy為題于20252月在《ACS Applied Materials & Interfaces發表,東南大學碩士生劉宗浩為第一作者,葛麗芹教授為該論文通訊作者。


  原文鏈接: Zonghao Liu, Fangzhou Liu, Diyi Feng, Weikun Li, Xin Tan, Ning Yang, Yanling Liang, Nuoya Chen, Qiang Cheng, Liqin Ge. Microwave-Responsive Engineered Platelet Microneedle Patch for Deep Tumor Penetration and Precision Therapy. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2025. 17, 10457-10469.

  DOI: 10.1021/acsami.4c20896

  https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.4c20896

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