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纳米技术改善化疗传递,增强抗癌疗效

2019-09-23

密歇根州立大学(MichiganStateUniversity)的科学家发明了一种监测化疗药物浓度的新方法,这种方法能更有效地将患者的治疗控制在关键的治疗窗口之内。

随着医学研究日益进展,对癌症患者进行化疗仍有很多问题。过高的剂量会导致健康组织和细胞死亡,引发更多副作用甚至死亡;过低的剂量可能会使癌细胞昏迷,而不是杀死它们,使它们在许多情况下变得更强、更致命。

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  图片来源:NanoLetter

生物医学工程副教授BryanSmith创建了一个基于磁粒子成像(MPI)的方法,该方法使用超顺磁性纳米颗粒作为造影剂和唯一的信号源,以监测体内药物在肿瘤部位的释放。

Smith说:"这是一种非侵入性的方法,可以让医生立即看到药物在体内的分布情况。有了MPI,未来的医生可以看到有多少药物直接进入肿瘤,然后动态调整给药量;相反,如果毒性是一个问题,它可以提供肝脏,脾脏或肾脏的图像,并尽量减少副作用。这样,他们就可以精确地确保每个病人都能留在治疗窗口内。"

Smith的团队,包括来自斯坦福大学的科学家,使用小鼠模型将超顺磁性纳米颗粒系统与阿霉素配对,阿霉素是一种常用的化疗药物。发表在最新一期《NanoLetter》杂志上的研究结果表明,纳米复合材料既可以作为药物传递系统,也可以作为MPI示踪剂。

MPI是一种新型的成像技术,它比传统的磁共振成像(MRI)要快,并且具有近乎无限的对比度。当与纳米复合材料结合时,它可以揭示在体内深处的肿瘤内的药物递送率。

随着纳米复合材料的降解,它开始在肿瘤中释放阿霉素。同时,氧化铁纳米团簇开始分解,这触发了MPI信号的变化。Smith说,这将使医生更精确地看到在任何深度有多少药物到达肿瘤。

他说:"我们发现,MPI信号的变化与阿霉素的释放呈线性相关,准确率接近100%。这一关键概念使我们的MPI创新能够监测药物释放。我们使用生物相容性聚合物涂层氧化铁纳米复合材料的转化策略将在未来的临床应用中很有前景。"

Smith已经为他的创新方法申请了临时专利。此外,Smith团队制造的纳米复合材料的单个成分已经获得了FDA的批准,可以用于人类医学。这将有助于加快FDA批准新的监测方法。

他说,随着研究进展到临床试验阶段(可能在七年内开始),Smith的团队将开始测试多色MPI,以进一步增强研究过程的定量能力,以及阿霉素以外的药物。

参考资料:XingjunZhuetal.QuantitativeDrugReleaseMonitoringinTumorsofLivingSubjectsbyMagneticParticleImagingNanocomposite.NanoLetters,2019;DOI:10.1021/acs.nanolett.9b01202

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