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東南大學葛麗芹教授、劉玲教授 CEJ：基于微波吸收的磁性液態金屬納米導彈用于熱動力/免疫級聯肝癌治療

2023-07-17 來源：高分子科技

作為一種前景廣闊的微創技術，熱消融技術在過去幾十年中被廣泛用于治療局部不可切除的惡性腫瘤。其中，微波消融（MWA）療法作為一種局部治療方法，在肝細胞癌、腎細胞癌、肺癌等多種難治性實體瘤的治療中引起了廣泛關注。與其他熱療策略相比，MWA療法具有明顯的優勢，如避免了光熱療法中組織穿透的限制、加熱速度快、腫瘤消融區域大、不易受熱沉效應的影響等。然而，MWA治療面臨的主要挑戰是微波電磁能到熱能的能量轉換效率低，從而導致病灶覆蓋不完全、消融不徹底以及非致命性熱損傷。這些后果可能進一步導致病灶的高復發率，尤其是對于大的或不規則的腫瘤以及位于高危部位的腫瘤。為了徹底消融腫瘤，MWA治療往往需要在較高的操作功率密度下產生較大的消融區，從而對周圍正常組織造成嚴重的熱損傷，副作用頻發。因此，為了兼顧MWA治療的療效和安全性，開發一種功能材料，賦予現有MWA治療更強的腫瘤加熱功效，產生多方面的抗腫瘤作用，具有重要意義。

近日，東南大學生物科學與醫學工程學院葛麗芹教授課題組和中大醫院重癥醫學科劉玲教授合作，設計了一種基于微波吸收的磁性液態金屬納米雜化物，作為 "腫瘤精確打擊的納米導彈"，通過微波熱動力學協同免疫調節增強肝癌的微波治療效果，這項研究為進一步擴展 MWA療法的臨床應用提供新思路。

在這項工作中，該課題組致力于設計一種微波響應增敏材料用于增強MWA技術在肝癌中的應用。研究人員將Fe₃O₄ 納米顆粒摻雜到液態金屬中制備磁性液態金屬（MLM），然后置于海藻酸鈉(ALG)溶液中進行超聲處理得到ALG微凝膠殼修飾的MLM NPs，并通過層層自組裝（LBL）技術進一步包覆透明質酸（HA），得到磁性液態金屬納米導彈（MLM@ALG-L NMs）。磁性Fe₃O₄ 納米顆粒與功能化液態金屬的結合實現了增強的微波熱效應和微波動力學效果，微波熱效應的增強歸因于多種損耗機制帶來的優異的微波吸收性能。MLM@ALG-L NMs具有良好的腫瘤靶向性，并引入MRI功能，為納米導彈提供成像導航。此外MLM@ALG-L NMs結合MWA治療可以通過增強Fenton反應產生大量活性氧（ROS）并消耗谷胱甘肽（GSH），增強微波熱動力療法。同時，該納米導彈結合MWA治療可以通過巨噬細胞向促炎M1表型極化和增加T淋巴細胞在腫瘤的浸潤產生免疫調節作用。動物實驗結果表明，與傳統的MWA治療相比，這種微波熱動力學/免疫級聯治療策略在小鼠肝癌模型上顯示出卓越的治療優勢（治療效果增強>2倍）。這項工作為開發高效的微波響應增敏材料開辟了一條新的途徑，也為熱力學/免疫級聯療法增強MWA技術提供了一個新思路。
該研究論文以“Microwave absorption-based magnetic liquid metal nano-missiles for thermodynamic/immunological cascade hepatoma therapy”為題于2023年7月在國際頂級期刊《Chemical Engineering Journal》發表，東南大學碩士生劉宗浩為第一作者，葛麗芹教授和劉玲教授為該論文共同通訊作者。

原文鏈接: 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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（責任編輯：xu）

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