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Acta Biomater.湖南大學(xué)施李楊/戴建武團(tuán)隊(duì)利用動(dòng)態(tài)水凝膠生物材料長(zhǎng)效局部遞送抗癌藥物

來源：湖南大學(xué)      2022-07-01
導(dǎo)讀：近日，湖南大學(xué)施李楊/戴建武團(tuán)隊(duì)在生物材料領(lǐng)域頂級(jí)期刊Acta Biomaterialia（影響因子：10.63）上發(fā)表了題為”Metal-organic framework-based hydrogel with structurally dynamic properties as a stimuli-responsive localized drug delivery system for cancer therapy”的研究論文，開發(fā)了一種新型水凝膠藥物制劑，可顯著降低抗癌藥物毒副作用并提高抗腫瘤效果。
據(jù)世界衛(wèi)生組織發(fā)布資料顯示，全球每年近1000萬例死亡由癌癥導(dǎo)致，占總死亡數(shù)的16%。我國(guó)每年新發(fā)癌癥約450萬人，占全球總癌癥新發(fā)病例的20%-25%，已成為全球癌癥高發(fā)地區(qū)。臨床治療癌癥的主要手段之一是給予癌癥病人靜脈注射抗腫瘤藥物，但副作用極大，嚴(yán)重?fù)p壞病人正常組織器官。近日，湖南大學(xué)施李楊/戴建武團(tuán)隊(duì)在生物材料領(lǐng)域頂級(jí)期刊Acta Biomaterialia（影響因子：10.63）上發(fā)表了題為”Metal-organic framework-based hydrogel with structurally dynamic properties as a stimuli-responsive localized drug delivery system for cancer therapy”的研究論文，開發(fā)了一種新型水凝膠藥物制劑，可顯著降低抗癌藥物毒副作用并提高抗腫瘤效果。

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金屬-有機(jī)框架(MOF)作為一種多孔納米生物材料，被用于抗腫瘤藥物遞送，但面臨諸多臨床挑戰(zhàn)：(1)材料在體內(nèi)快速降解，易發(fā)生背景泄露，且未經(jīng)修飾的MOF靶向效果差，循環(huán)到靶點(diǎn)的藥物濃度低；(2)納米藥物載體在體內(nèi)循環(huán)代謝較快，停留時(shí)間較短，抑制腫瘤增長(zhǎng)效果差；(3)靜脈遞送載藥納米材料會(huì)對(duì)免疫系統(tǒng)在內(nèi)的正常組織產(chǎn)生嚴(yán)重毒副作用，存在全身性免疫抑制風(fēng)險(xiǎn)。為解決以上問題，湖南大學(xué)施李楊課/戴建武團(tuán)隊(duì)利用動(dòng)態(tài)配位化學(xué)策略開發(fā)了一種具有剪切變稀和自愈合能力的可注射MOF基水凝膠（圖1）。
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圖1可注射MOF基水凝膠作為局部給藥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及癌癥治療應(yīng)用
該研究先制備包裹阿霉素的MOF顆粒（DOX@MOF），再合成雙膦酸根修飾的透明質(zhì)酸高分子（HA-BP）,通過簡(jiǎn)單混合DOX@MOF懸濁液和HA-BP溶液制備HA-BP·MOF@DOX水凝膠。凝膠交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的形成是高分子上的雙膦酸基團(tuán)和MOF上的鋅配位實(shí)現(xiàn)，該凝膠可被遞送到腫瘤原位，并能響應(yīng)腫瘤部位的弱酸和高濃度ATP環(huán)境，可在局部緩慢釋放抗癌藥物。利用BALB/c荷瘤小鼠模型驗(yàn)證了該水凝膠生物材料的優(yōu)異體內(nèi)抗腫瘤效果，只需一次注射治療即可長(zhǎng)效抑瘤（圖2），該研究對(duì)研發(fā)臨床實(shí)用型抗腫瘤生物材料提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)。
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圖2體內(nèi)抗腫瘤治療效果：A-D)不同處理組單只小鼠腫瘤增長(zhǎng)曲線; E)不同處理組小鼠腫瘤的平均增長(zhǎng)曲線; F)不同處理組小鼠的生存率; G)不同處理組小鼠的體重變化。
該論文第一作者是施李楊副教授指導(dǎo)的已畢業(yè)碩士研究生曾昱芹同學(xué)，湖南大學(xué)生物學(xué)院張璨副教授為共同一作。通訊作者為湖南大學(xué)生物學(xué)院施李楊副教授和戴建武教授。論文信息如下：Yuqin Zeng#, Can Zhang#, Dou Du, Ya Li, Lu Sun, Yuanyuan Han, Xiaoxiao He, Jianwu Dai*, Liyang Shi*, Metal-organic Framework-based Hydrogel with Structurally Dynamic Properties as a Stimuli-responsive Localized Drug Delivery System for Cancer Therapy.Acta Biomaterialia,2022, 145:43–51.

參考資料：http://bio.hnu.edu.cn/__local/4/D7/3A/93CC8EAD78FFE79A15E8696FD55_8278C637_6D3B.png

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