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  在世界范圍內(nèi)，每年惡性皮膚腫瘤的新發(fā)病例超100萬。手術(shù)切除是主要的治療手段，切除范圍包括淺表的腫瘤和周圍的皮膚組織。然而由于手術(shù)切除不完全，殘余的浸潤性無癥狀腫瘤組織往往會引起腫瘤復(fù)發(fā)及遠端轉(zhuǎn)移。同時，由于腫瘤患者免疫力低下、手術(shù)造成的全層皮膚缺損以及大面積開放性損傷，大大增加了患者創(chuàng)面感染及慢性炎癥創(chuàng)面形成的風(fēng)險。因此，為了提高腫瘤患者的生存率，迫切需要開發(fā)一種能夠有效清除殘留浸潤腫瘤細胞、控制感染、加速創(chuàng)面愈合的治療方法。

圖 1. 載有生物礦化黑色素納米顆粒的微針貼片治療皮下黑色素瘤術(shù)后傷口的示意圖。

  針對這些問題，華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院朱偉教授、陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院羅高興教授和于云龍研究員共同設(shè)計研發(fā)了搭載仿生礦化黑色素納米顆粒的透明質(zhì)酸微針貼片（圖1）并將其用于皮膚癌術(shù)后創(chuàng)面，以促進腫瘤光熱治療與創(chuàng)面修復(fù)。

  該研究立足于章魚墨水中的天然黑色素納米顆粒，利用其自身抗氧化及光熱轉(zhuǎn)化性能，來實現(xiàn)活性氧自由基清除與腫瘤光熱治療，并通過模擬二氧化硅生物礦化過程，在 CINP 表面引入具有豐富胺基的陽離子聚乙烯亞胺，以誘導(dǎo)二氧化硅在其表面的縮合（圖 2）。所得的 CINP@SiO₂顯示出具有粗糙表面的核殼結(jié)構(gòu)，賦予了該納米粒子緩慢釋放硅酸根、促進皮膚組織再生的性能。

圖 2. CINP和CINP@SiO₂的制備及性質(zhì)表征。

  隨后將該復(fù)合納米粒子與甲基丙烯酸化透明質(zhì)酸混合，在模具中鑄造成型，得到功能化微針貼片（圖3）。由于微針的物理穿透特性，該微針貼片在術(shù)后創(chuàng)面可有效刺破基底膜，光熱清除皮下殘留的惡性腫瘤細胞以避免復(fù)發(fā)，并抑制創(chuàng)面細菌感染。此外，得益于復(fù)合納米粒子的活性氧清除能力和釋放的生物活性SiO₄^4-，該微針可以很好地控制炎癥環(huán)境，上調(diào)血管生成基因表達，促進皮膚組織再生（圖4）。所制得的微針貼片具有合成方便，生物相容性好等優(yōu)勢。結(jié)合臨床可行的近紅外照射，在小鼠黑色素瘤切除模型上，能夠快速殺死浸潤的腫瘤細胞防止腫瘤的復(fù)發(fā)。該微針釋放的SiO₄^4-能夠上調(diào)血管生成相關(guān)基因促進腫瘤手術(shù)切除后創(chuàng)面的愈合，可滿足腫瘤根除和創(chuàng)面愈合的雙重需求，在皮膚腫瘤切除術(shù)后的創(chuàng)面管理方面具有很大的應(yīng)用潛力。

圖 3. CINP@SiO₂-HA MNs的表征。

圖 4. CINP@SiO₂-HA MNs的體外生物相容性及生物活性評價

  以上相關(guān)成果以“Microneedle Patches-Integrated with Biomineralized Melanin Nanoparticles for Simultaneous Skin Tumor Photothermal Therapy and Wound Healing”為題發(fā)表于《Advanced Functional Materials》上，該論文第一作者為華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院雷琪博士和陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院賀登峰博士，通訊作者為華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院朱偉教授和陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院羅高興教授和于云龍研究員。該研究得到了國家自然科學(xué)基金等項目支持。