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以螺旋藻为活体支架

微纳机器人光合作用靶向治肿瘤

2020-03-26 02:00:17 来源:健康报
  (通讯员柯溢能 记者宋黎胜)浙江大学医学院附属第二医院/转化医学研究院周民研究员团队利用一种光合杂化的类生命微泳体微纳机器人,以微藻作为活体支架,“穿上”磁性涂层外衣,靶向输送至肿瘤组织,成功改善肿瘤乏氧微环境,并有效实现磁共振/荧光/光声三模态医学影像指导下的肿瘤诊断与治疗。研究成果近日刊登在材料领域权威期刊《先进功能材料》上,并被遴选为当期封面。

  肿瘤组织内部存在的乏氧微环境,是导致众多肿瘤治疗方法出现耐受现象的重要原因之一。特别是在放射性治疗中,氧气参与辅助电离辐射诱导的DNA双螺旋结构的损伤,促使细胞凋亡,缺氧会影响放疗效果从而导致肿瘤细胞的耐受性。一般临床肿瘤治疗采用的放疗和光动力治疗中,患者通过高压氧舱吸氧来解决肿瘤内部氧气不足的问题。但这种方法往往收效甚微,并不能实现靶向供氧到肿瘤部位。

  螺旋藻这种微藻,作为水生植物能够通过光合作用产生氧气。课题组提出将超顺磁性的四氧化三铁纳米颗粒通过浸涂工艺,均匀涂层至微藻表面,定向运动至肿瘤。周民介绍,在具体治疗中,通过体外交变磁场将微纳机器人靶向运送并积累至肿瘤,通过体外光照,由光合作用原位产生氧气来减轻肿瘤内部乏氧程度,从而提高放射疗法的效率。“在小鼠的原位乳腺癌模型中,经增强的联合治疗展现了明显的肿瘤生长抑制作用。”

  光合生物杂交微纳泳体系统不仅对于放疗具有积极作用,在经过射线处理后释放的叶绿素能作为光敏剂,进而产生具有细胞毒性的活性氧来杀死肿瘤细胞,实现协同光动力治疗。周民说,该微纳泳体作为天然生物能够在体内得到有效降解,这为生物杂化材料应用在靶向递送和体内生物医学中提供了转化前景。

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