东南大学葛丽芹教授、刘玲教授 CEJ：基于微波吸收的磁性液态金属纳米导弹用于热动力/免疫级联肝癌治疗

2023-07-17 来源：高分子科技

作为一种前景广阔的微创技术，热消融技术在过去几十年中被广泛用于治疗局部不可切除的恶性肿瘤。其中，微波消融（MWA）疗法作为一种局部治疗方法，在肝细胞癌、肾细胞癌、肺癌等多种难治性实体瘤的治疗中引起了广泛关注。与其他热疗策略相比，MWA疗法具有明显的优势，如避免了光热疗法中组织穿透的限制、加热速度快、肿瘤消融区域大、不易受热沉效应的影响等。然而，MWA治疗面临的主要挑战是微波电磁能到热能的能量转换效率低，从而导致病灶覆盖不完全、消融不彻底以及非致命性热损伤。这些后果可能进一步导致病灶的高复发率，尤其是对于大的或不规则的肿瘤以及位于高危部位的肿瘤。为了彻底消融肿瘤，MWA治疗往往需要在较高的操作功率密度下产生较大的消融区，从而对周围正常组织造成严重的热损伤，副作用频发。因此，为了兼顾MWA治疗的疗效和安全性，开发一种功能材料，赋予现有MWA治疗更强的肿瘤加热功效，产生多方面的抗肿瘤作用，具有重要意义。

近日，东南大学生物科学与医学工程学院葛丽芹教授课题组和中大医院重症医学科刘玲教授合作，设计了一种基于微波吸收的磁性液态金属纳米杂化物，作为 "肿瘤精确打击的纳米导弹"，通过微波热动力学协同免疫调节增强肝癌的微波治疗效果，这项研究为进一步扩展 MWA疗法的临床应用提供新思路。

在这项工作中，该课题组致力于设计一种微波响应增敏材料用于增强MWA技术在肝癌中的应用。研究人员将Fe₃O₄ 纳米颗粒掺杂到液态金属中制备磁性液态金属（MLM），然后置于海藻酸钠(ALG)溶液中进行超声处理得到ALG微凝胶壳修饰的MLM NPs，并通过层层自组装（LBL）技术进一步包覆透明质酸（HA），得到磁性液态金属纳米导弹（MLM@ALG-L NMs）。磁性Fe₃O₄ 纳米颗粒与功能化液态金属的结合实现了增强的微波热效应和微波动力学效果，微波热效应的增强归因于多种损耗机制带来的优异的微波吸收性能。MLM@ALG-L NMs具有良好的肿瘤靶向性，并引入MRI功能，为纳米导弹提供成像导航。此外MLM@ALG-L NMs结合MWA治疗可以通过增强Fenton反应产生大量活性氧（ROS）并消耗谷胱甘肽（GSH），增强微波热动力疗法。同时，该纳米导弹结合MWA治疗可以通过巨噬细胞向促炎M1表型极化和增加T淋巴细胞在肿瘤的浸润产生免疫调节作用。动物实验结果表明，与传统的MWA治疗相比，这种微波热动力学/免疫级联治疗策略在小鼠肝癌模型上显示出卓越的治疗优势（治疗效果增强>2倍）。这项工作为开发高效的微波响应增敏材料开辟了一条新的途径，也为热力学/免疫级联疗法增强MWA技术提供了一个新思路。
该研究论文以“Microwave absorption-based magnetic liquid metal nano-missiles for thermodynamic/immunological cascade hepatoma therapy”为题于2023年7月在国际顶级期刊《Chemical Engineering Journal》发表，东南大学硕士生刘宗浩为第一作者，葛丽芹教授和刘玲教授为该论文共同通讯作者。

原文链接: Z. Liu, X. Ta, Y. Huang, W. Li, N. Yang, R. Yuan, Q. Chen, L. Liu, L. Ge. Microwave absorption-based magnetic liquid metal nano-missiles for thermodynamic/immunological cascade hepatoma therapy[J]. Chemical Engineering Journal, 2023, 471: 144688.

DOI: 10.1016/j.cej.2023.144688

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723034198

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（责任编辑：xu）

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