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  可注射的生物可降解自愈合水凝膠由于其易操作、副作用低、高的藥物包埋率以及可控的藥物釋放能力等優(yōu)點(diǎn)，在腫瘤局部治療中受到了很大關(guān)注。但是，目前報道的大多數(shù)自愈合水凝膠缺乏自我降解的實(shí)時損示蹤監(jiān)測能力以及腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的降解治療特性，同時其生物活性需要進(jìn)一步提高。近日，西安交通大學(xué)雷波教授課題組開發(fā)了一類新型檸檬酸基生物活性水凝膠材料，該材料具有穩(wěn)定光致發(fā)光、可注射、自修復(fù)、溫敏性、pH響應(yīng)性等多功能特性，有效實(shí)現(xiàn)對腫瘤局部的微環(huán)境響應(yīng)性治療和自修復(fù)材料降解的無損示蹤能力，成果發(fā)表于Biomaterials。

  檸檬酸基醫(yī)用材料是一類重要的仿生彈性生物活性材料，是為數(shù)不多得到美國FDA批準(zhǔn)用于體內(nèi)植入的人工合成醫(yī)用聚合物材料，傳統(tǒng)的檸檬酸聚合物具有力學(xué)性質(zhì)差、降解快、降解局部酸性以及功能單一的問題，限制了其中生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。西安交通大學(xué)雷波教授課題組近年來圍繞檸檬酸基聚合物材料的功能化修飾和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用做了大量的研究工作：通過分子硅雜化制備出多功能特性聚硅檸檬酸無機(jī)-有機(jī)生物活性材料；通過陽離子聚合物修飾實(shí)現(xiàn)對siRNA及miRNA的高效裝載與控釋用于腫瘤治療、骨組織再生以及肥胖治療；通過抗菌多肽功能化修飾實(shí)現(xiàn)抗感染-抗腫瘤-促創(chuàng)面組織再生應(yīng)用；發(fā)現(xiàn)功能化檸檬酸基聚合物材料通過MAPK/p38α信號途徑促進(jìn)骨骼肌再生的生物效應(yīng)，以及通過促進(jìn)免疫細(xì)胞極化抗炎作用促進(jìn)創(chuàng)面組織修復(fù)與再生生物效應(yīng)。

  課題組近期開發(fā)的多功能可注射聚檸檬酸酯水凝膠（FPRC），具有生物降解的可視化熒光跟蹤檢測能力，以及腫瘤微環(huán)境響應(yīng)性降解和藥物釋放的功能，并可安全有效實(shí)現(xiàn)對皮膚腫瘤的局部治療以及材料降解的可視化無損示蹤。FPRC水凝膠具有多功能性，包括溫敏性，可注射性，自愈合能力，光致發(fā)光能力和pH響應(yīng)性降解和藥物釋放。FPRC水凝膠具有強(qiáng)烈的紅色熒光，以及良好的光穩(wěn)定性，組織穿透性和生物相容性，確保水凝膠在體內(nèi)的降解可以被有效地跟蹤和檢測。此外，F(xiàn)PRC水凝膠具有pH響應(yīng)性的阿霉素（DOX）釋放，能有效殺死A375細(xì)胞并被抑制體內(nèi)腫瘤的生長。同時與游離的DOX相比,FPRC@DOX水凝膠具有更好的抑制腫瘤生長的效果，并且降低了DOX的生物毒性。這些結(jié)果表明，F(xiàn)PRC水凝膠在腫瘤局部治療中具有良好的應(yīng)用潛力，并且這項(xiàng)工作為腫瘤治療中自愈合水凝膠材料的實(shí)時檢測提供了新思路。

FPRC多功能檸檬酸水凝膠材料設(shè)計與腫瘤治療-材料示蹤應(yīng)用示意圖

  西安交通大學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)研究院博士生王敏同學(xué)為該論文第一作者，前沿科學(xué)技術(shù)研究院雷波教授為該論文唯一通訊作者，西安交通大學(xué)前沿院為論文第一作者單位和通訊作者單位。該研究受到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、西安交通大學(xué)青年拔尖人才計劃以及陜西省領(lǐng)軍人才計劃支持。

  原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961220305470