华南师大先进信息材料课题组《ACS Macro Lett.》：智能栓塞剂 - UCST自定位微笼

2023-02-26 来源：高分子科技

栓塞术常被用来阻断血供以控制子宫肌瘤和恶性肿瘤的生长，但目前常用的栓塞剂缺乏靶向性，且治疗后难以清除。固体栓塞剂使用较多却缺乏灵活性，容易引发炎症和组织增生；相比之下，液体栓塞剂不仅可以达到远端外周血管系统，还可以调整穿透深度，但栓塞效果不稳定。因此，在外部刺激下，其液体栓塞剂液固相变的可控性和可逆性对其栓塞效果的影响至关重要。

图1. UCST微笼在肿瘤区域的自定位过程

本工作采用具有高临界溶解温度(UCST)的非离子型聚(丙烯酰胺-co-丙烯腈)(P(AAm-co-AN))，分别通过微流控和反相超声乳化法，经三维限域交联构建热响应温度在40℃左右的UCST型可逆响应微笼，并将其用于局部介入栓塞。实验结果表明，这些平均粒径为2.336 μm的UCST型微笼在40℃左右表现出适当的相变阈值，并在温和的热刺激下自发地进行膨胀-融合-裂变循环。那么，当这些微笼被局部注入并通过血流输送到肿瘤区域时，肿瘤内部略高的温度必将引发它们显著膨胀，并进一步融合以彻底阻塞内部的毛细血管，最终实现自定位栓塞。治疗结束后，由于局部环境温度的下降，微笼又会收缩，通过血流从微血管中自发消除。

图2.UCST微笼的热膨胀形态变化与40 ℃下QD可控释放

而且，作者通过负载水溶性量子点 (QD)和超顺磁性Fe₃O₄纳米颗粒 (SPIO)，证明了UCST自定位微笼对于药物和造影剂的有效负载和可控释放。这种简单又智能的自定位微笼有望作为一种多功能栓塞剂，用于肿瘤饥饿治疗、化疗和成像。

相关研究成果已发表在《ACS Macro Letter》上，题目为 “Smart “Thrombus”: Self-Localizing UCST-Type Microcage” (DOI：10.1021/acsmacrolett.2c00731)。论文的第一作者为硕士研究生甘盛龙（现为香港城市大学化学系博士研究生）和董姣，通讯作者为华南先进光电子研究院李皓副教授和中山大学附属第一医院放射科主任医师冯仕庭教授。该项工作得到了国家自然科学基金、广东省光信息材料与技术重点实验室、广东省教育厅创新团队项目、教育部光信息国际合作联合实验室、华南师范大学启动基金以及 "111计划 "等项目的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsmacrolett.2c00731

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（责任编辑：xu）

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