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抗癌药支架的巧妙构建

已有 703 次阅读 2021-10-16 13:22 |系统分类:科研笔记

首届奇材馆先进材料评选竞赛

展品名称:介孔二氧化硅聚己内酯药物缓释支架

材料类别:纳米生物材料

创作者名称:王嘉辉

所属学校:南京邮电大学

参赛论文:A nanoparticle-containing polycaprolactone implant for combating post-resection breast cancer cancer recurrence

科研笔记:

 抗癌药支架的巧妙构建

       我第一次比较直观地认识肿瘤是通过一部医学纪录片《无影灯下》,纪录片中展示了一副霸王龙化石中存在一个巨大的肿瘤块,这个距今6600万年霸王龙可能是地球上最早的癌症“患者”。生命与癌症,健康细胞与肿瘤细胞也许从最开始就是相生相伴地存在的,而现代医学也一直把癌症视为头号敌人。乳腺癌是一种具有高度转移性的肿瘤,手术一直是其治疗的最佳方案,最大程度地切除肿瘤组织与尽可能保留健康组织一直是矛盾的两面,如何抑制肿瘤切除手术后的转移复发是一个重要的问题。

       在了解到这个背景后,我开始的设想是使用一定强度的材料作为支架,装载了抗癌药物后,将其植入到原本是癌症组织的部位是否能原位抑制肿瘤的转移?如果能通过调控植入材料的强度和药物的比例,或许能在动物肿瘤模型中验证其对抑制肿瘤术后转移复发的作用。

       说干就干,调研了一定的文献后最开始的工作是选择抗癌药的载体,我了解到介孔二氧化硅是一种载药性能良好的药物递送纳米颗粒,其内部丰富的微小孔道可以很好地于抗癌药阿霉素结合。随后就是在支架材料的选择,一种有着一定机械强度且在生物体内可降解的材料聚己内酯十分吸引我。最后就是将载药物的介孔二氧化硅与聚己内酯材料通过一定的比例混合后,在氯化钠的保护下载球磨机中形成载药支架,最后仅需将材料泡在超纯水中去除可溶性的氯化钠。

       最初我是想通过尽量可能多的载药提到治疗效果,结果发现,制备出来的支架质地较硬且脆,经常在凝胶拉伸仪上“崩掉”,后来发现调研发现阿霉素本身也有一定的毒性因此载药也不是越多越好,又通过一段时间的比例摸索,终于制备出了符合组织植入要求且载药量合理的载药支架体系。

       在与医生合作动物实验的过程中,我对动物实验从一开始的害怕抗拒,到后面的熟练操作,这都要感谢合作医生的言传身教,我也能够熟练完成动物的肿瘤模型构建以及手术操作。

       在这个课题中我深刻感受到材料与生物医学工程所迸发灵感的美妙,把各个领域内的知识学以致用、灵活应用,这才是最大的快乐。

展品简介/创新点: 

将抗癌药物阿霉素与介孔二氧化硅结合,再装载到聚己内酯支架中,通过手术的方式植入到肿瘤切除部位以实现抗癌药物的缓慢释放抑制肿瘤的复发

性质:

与人体组织相似的机械性能符合植入的要求,在肿瘤模型中抑制肿瘤复发的时间达4周

展品应用领域:

生物医学工程

展品参数:

中文名

介孔二氧化硅聚己内酯药物缓释支架

英文名

DMSN@PCL

展品性状

DMSN@PCL支架外观

DMSN@PCL支架微观形貌

DMSN@PCL支架机械性能



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1 郑永军

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