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南方医科大学樊俊兵教授团队与合作者 Nat. Commun.:基于Janus颗粒的结构化碘化油乳滴微球栓塞剂取得新进展
2023-09-13  来源:高分子科技

  近日南方医科大学樊俊兵教授、南方医科大学南方医院血管与介入科何晓峰主任和赵玮博士、广东医科大学附属第一医院黄佳浩教授,充分发挥基础和临床的交叉融合优势,提出液体碘化油栓塞剂微球化,使其像固体微球一样具有良好的稳定性,同时还使液体碘化油具备了优异的结构化形变能力,显著提升了临床液体碘化油栓塞剂栓塞效果。研究成果以“Janus Particle-Engineered Structural Lipiodol Droplets for Arterial Embolization”为题在线发表在Nature communications上。南方医科大学硕士研究生陶思建,南方医院影像科林炳权医师为本文共同第一作者,黄佳浩教授、赵玮博士和樊俊兵教授为本文共同通讯作者。


  自1978年,日本大阪市立大学Yamada教授提出经导管动脉化疗栓塞(TACE)疗法以来,以碘化油为代表的液体栓塞剂由于在X光下可显影并能携载多种化疗药等优点,已广泛应用于临床肿瘤等重大疾病的治疗。然而,经过40多年的临床实践人们发现液体碘化油栓塞剂体系很不稳定,栓塞作用弱,很容易造成血管复通。同时,碘化油经血管还可以流动并沉积到其它组织器官,进而导致不良并发症的产生,如肺栓塞等非靶向栓塞等。


  研究团队在前期研究基础上,利用两亲性Janus颗粒的优异界面吸附能力和两亲性,将其在临床碘化油-水界面动态组装,构建了液体内核为碘化油液滴,壳层界面为Janus颗粒的碘化油乳液滴微球,显著提升了栓塞效率。兔子肾动脉栓塞结果表明,相比于临床碘化油乳液和栓塞微球,基于Janus颗粒的结构化碘化油乳液滴微球具有良好的稳定性和显影能力,能够长时间沉积在动脉血管中。同时,通过Janus颗粒界面组装赋予碘化油乳液滴微球优异的粘弹形变能力,提高了血管内微球的栓塞密度,它们还能够通过弹性形变到达更细的动脉血管,实现血管终末栓塞,展示出优异的栓塞能力。此外,基于Janus颗粒的结构化碘化油乳液滴微球还具有药物包封效率高,药物缓释,广谱载药等特点,有望为临床肿瘤等治疗提供新思路和新技术。



  基于Janus颗粒的结构化碘化油乳液滴微球用于动脉栓塞:该工作的主要创新点是提出将临床液体碘化油微球化:显著提升其稳定性和栓塞能力,同时避免了非靶向栓塞造成的副作用;赋予液体碘油栓塞剂优异的形变能力,能够适应不同尺度的血管结构,实现远端血管终末栓塞。



  基于Janus颗粒的结构化碘化油乳液滴微球具有优异的粘弹性形变能力,能够适应不同尺度的血管结构,通过形变到达远端更细的动脉血管,实现远端血管终末栓塞。 



  相比于临床碘化油乳液和栓塞微球,基于Janus颗粒的结构化碘化油乳液滴微球具有良好的稳定性和显影能力,能够长时间沉积在动脉血管中,展示出优异的栓塞能力。


  上述研究得到了国家自然科学基金和广东省基础与应用基础研究自然科学基金等项目的支持。


  南方医科大学樊俊兵教授团队主要致力于仿生生物医用界面材料的精准设计及其在肿瘤药物递送与治疗方面的应用研究。运用“材料学”+“医学”的交叉知识背景,提出了结构化生物界面的设计思想,发展了系列表面结构和化学组成可调的异质结构生物颗粒界面材料,进行了痕量疾病标志物的高特异性检测(Sci. Adv., 2017, 3, e1603203; Adv. Mater., 2018, 30, 1803299; Adv. Mater., 2019, 31, 1900391; Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1802493);在此基础上,发展了基于异质颗粒的结构化仿生药物递送系统,通过其粘弹性结构调控,显著提升了颗粒穿越生理屏障和深层次渗透肿瘤组织的能力,实现了胶质瘤及耐药肿瘤等高效治疗(Adv. Mater., 2023, DOI:10.1002/adma.202304187;Adv. Mater., 2022, 34, 2106510;Advanced Science, 2022, 9, 2105274;Bioact. Mater., 2022, 13, 179;Nano Lett., 2021, 21, 1484;Journal of Controlled Release, 2023, 356, 691)。


  文章信息:

  Sijian Tao, et al. Janus particle-engineered structural lipiodol droplets for arterial embolization. Nature communications. 2023, 14, 5575.

  https://www.nature.com/articles/s41467-023-41322-6

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