
在過去的50年中,盡管癌癥的治療手段得到了很大改善,但仍存在局限性,某些癌癥依然無法根除,如骨腫瘤。骨是轉(zhuǎn)移性疾病的第三大常見部位,骨腫瘤目前較常見的治療方法包括手術(shù)方法、放射治療和藥物靶向治療。不幸的是,這些方法不僅殺死大量正常細胞,破壞免疫系統(tǒng)的風險,而且充其量只是姑息療法,不會提高患者的整體生存率。骨癌患者通常選擇截肢術(shù)去除癌性骨組織,這給患者的身心造成巨大痛苦。

與傳統(tǒng)的治療方法相比,光熱療法(PTT)對人體傷害小,其治療作用僅發(fā)生在光敏劑積累和激光輻射的地方,故逐漸成為當前治療癌癥的熱門方法。廈門大學(xué)材料學(xué)院林乃波課題組首次考慮通過制備有光熱功能的聚多巴胺@絲素蛋白(PDA@SF)組織工程支架,同時賦予了該支架的光熱殺死癌細胞和修復(fù)骨組織的性能。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.202007188)上。
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由于出色的生物相容性、獨特的力學(xué)性能、可控的降解速率、易獲得性等特點,絲素蛋白被認為是未來最有前景的蛋白質(zhì)材料之一。作為結(jié)構(gòu)和性能可調(diào)節(jié)的生物質(zhì),三維絲素蛋白材料有利于損傷組織的再生,可應(yīng)用于組織工程。聚多巴胺是一種人工合成黑色素類似物,是能廣泛吸收近紅外光的生物材料,該科研團隊利用聚多巴胺納米顆粒的光熱性能,將其作為光敏劑對絲素蛋白進行功能化。采用簡單的冷凍干燥法制備了PDA@SF組織工程支架,該支架擁有相互連接的200 μm微孔結(jié)構(gòu),隨著聚多巴胺納米顆粒含量的增加,在微孔壁上出現(xiàn)很多小孔,形成了多級孔洞結(jié)構(gòu),這有利于組織工程支架內(nèi)部的物質(zhì)交換。另外受益于聚多巴胺納米顆粒的表面基團調(diào)控,PDA@SF支架的結(jié)晶度提高,使得材料機械性能更加優(yōu)異。發(fā)現(xiàn)PDA@SF支架具有優(yōu)異的光熱性能,在近紅外激光照射下,浸入水中PDA@SF的支架溫度明顯升高,最高可升至63.3oC。與PDA@SF支架共同孵育的骨肉瘤細胞(MG63)在激光照射后明顯死亡,表明該支架具有一定的光熱毒性。在光纖的輔助下,植入小鼠體內(nèi)的PDA@SF支架可升溫至40oC以上,可以達到光熱治療所需的溫度。綜上,設(shè)計具有光熱腫瘤治療和骨組織再生的雙重功能的PDA@SF組織工程支架為骨癌治療提供新思路。
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