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  黑色素瘤是一種高度惡性的黑色素細胞腫瘤，多發(fā)生于皮膚。目前，外科手術切除病變是治療該病的主要方法之一，但手術切除不僅會造成大塊皮膚缺損，且很難完全清除腫瘤細胞。研制新型智能生物活性材料，在高效修復創(chuàng)面的同時清除殘余腫瘤細胞是治療該病癥的一種方法。

  近日，由中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員吳成鐵、常江帶領的研究團隊制備出載藥硅酸銅空心微球與靜電紡纖維智能復合支架，該支架既能加速皮膚創(chuàng)傷愈合，又能光熱結(jié)合化療治療黑色素瘤。并與華東師范大學教師易正芳團隊合作，在動物體內(nèi)證實了該支架具有黑色素瘤治療與修復創(chuàng)面的雙重效果。

  該研究首先以SiO2微球為犧牲模板，采用水熱法合成出硅酸銅空心微球。制備出的硅酸銅空心微球具有內(nèi)部空心和外部納米針狀結(jié)構(gòu)，該微觀結(jié)構(gòu)的存在使其具有高比表面積，能有效裝載化療藥物。同時，硅酸銅空心微球表現(xiàn)出優(yōu)異光熱性能，是一種優(yōu)良的光熱轉(zhuǎn)換劑。利用靜電紡絲技術，制備出載藥的硅酸銅微球與高分子復合支架，該復合支架能緩慢持續(xù)釋放治療性Cu和Si離子。Cu離子能穩(wěn)定低氧誘導因子-1α（HIF-1α），促進血管內(nèi)皮細胞因子（VEGF）的表達，從而加速新生血管的形成，且Cu離子與Si離子結(jié)合能協(xié)同促進血管新生。Si離子能促進皮膚成纖維細胞的增殖，通過激活EMT和EndMT信號通路來加速傷口部位的膠原沉積，刺激細胞外基質(zhì)重組和組織重建，從而加速傷口部位的再上皮化。體內(nèi)慢性創(chuàng)面修復實驗證實，該支架具有促進傷口部位血管形成和再上皮化的作用，進而顯著促進創(chuàng)面的愈合。  

圖1.復合支架的制備和應用。a，以SiO2微球為犧牲模板，采用水熱法合成出硅酸銅空心微球，并將化療藥物裝載其中；b，利用靜電紡絲技術，將載藥硅酸銅空心微球紡入聚合物纖維中，制備出復合支架；c，復合支架用于黑色素瘤治療與創(chuàng)傷修復。

圖2.復合支架的表征。a-b，硅酸銅空心微球的透射電鏡照片、復合支架的掃描電鏡照片；硅酸銅空心微球含量為0%（c、g）、10%（d、h）、30%（e、i）；載藥硅酸銅空心微球含量為30%（f、j）；k，復合支架在近紅外光照射下的熱成像照片（硅酸銅空心微球含量A：0%、B：10%、C：20%、D：30%，載藥硅酸銅空心微球含量E：30%）。右下，復合支架在近紅外光照射下升溫到37、43和50℃時的藥物釋放曲線。

圖3.體內(nèi)慢性創(chuàng)面修復效果。a，第0、5、9、11和15天的慢性皮膚創(chuàng)口照片；b，15天內(nèi)創(chuàng)口愈合速度；c，免疫熒光及馬森三色組織切片染色照片；d-h，分別為CD31、血管內(nèi)皮細胞生長因子、再上皮化、Ⅰ型膠原和Ⅲ型膠原蛋白的數(shù)量統(tǒng)計結(jié)果。 

  在近紅外光照射下，支架迅速升溫，且溫度隨摻入硅酸銅微球的含量和激光功率的增加而增加，溫度升高進一步刺激藥物分子釋放，因此，通過該支架體現(xiàn)了光熱調(diào)控藥物傳輸效率的智能特性。在體內(nèi)腫瘤治療實驗中，在治療早期利用近紅外光照射該支架，使腫瘤處局部過熱，在光熱和化療藥物的協(xié)同作用下，腫瘤生長受到持續(xù)抑制，且治療效果優(yōu)于單一的光熱和化療治療模式。在治療后期停止激光照射，腫瘤不僅沒有復發(fā)，原有的創(chuàng)口還逐漸愈合，而對照組的傷口卻隨著腫瘤體積的增長而逐漸擴大。因此，該支架在光熱與化療協(xié)同治療黑色素瘤的同時，能顯著促進創(chuàng)面的修復，在腫瘤治療和慢性創(chuàng)面修復領域具有廣闊的應用前景。 

  相關研究成果發(fā)表在ACS Nano上（博士研究生余青青為論文第一作者，吳成鐵為其指導導師），并申請專利一項。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、中組部青年千人計劃、中科院前沿科學研究計劃等的資助。 

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b08928