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TUhjnbcbe - 2021/9/6 14:17:00
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硒(Se)是一种半金属元素,具有与硫相近的化学性质。相比于二硫键,双硒键具有更低的化学键能,这些特征赋予了双硒聚合物对光、氧化剂、还原剂以及X射线等刺激表现出多重响应性,因此双硒聚合物的响应性生物医用材料在肿瘤治疗中具有巨大的发展潜力。但由于双硒键过于敏感的化学特性,使得其不利于加工及使用。迄今为止,关于环保高效的双硒聚合物药物载体制备工艺的研究报道仍不多见。

最近,华侨大学生物材料与组织工程研究所陈爱*教授团队与华南理工大学/医院主任医师杨蕊梦教授团队利用超临界二氧化碳流体(SC-CO2)技术成功制备了双硒聚合物药物载体(ICG-PSeNPs)(图1)用于实现吲哚菁绿(ICG)的靶向递送及刺激响应释放,并探索了其用于乳腺癌的光动力治疗效果。基于SC-CO2技术所发展的绿色、环保造粒新工艺,在医药领域已显示出巨大潜力和优势。此外,由于SC-CO2较低的临界压力(7.38MPa)和临界温度(31.26℃)不会使双硒键断裂,能够在短时间内方便快捷地制备双硒官能团结构的药物载体并保持聚合物活性。该聚合物载体能够高效地负载ICG,经尾静脉注射后富集于肿瘤组织并发挥光动力治疗的作用,而光动力治疗产生的活性氧(ROS)会进一步刺激双硒键的断裂,促进ICG在肿瘤组织中释放,从而增强光动力治疗的效果。

图1.(A)含硒聚合物的制备以及(B)超临界流体技术的造粒过程

首先,利用硒粉制备硒醇化合物(HO-SeSe-OH),并基于此制备含双硒的聚己内酯(PCL-SeSe-PCL)进一步与羧基PEG反应制备含双硒键的两亲性嵌段聚合物(PSe);接着,利用超临界流体抗溶剂法(Supercriticalanti-solvent,SAS)成功制备了分散性良好、粒径可控的聚合物纳米载体,具有较好的光热转换效率(图2)。

图2.(A)双硒聚合物的核磁共振氢谱图;(B)ICG-PSeNPs的扫描电镜图;(C)ICG-PSeNPs的透射电镜图;(D)ICG-PSeNPs的光热性能曲线,(E)ICG-PSeNPs的热成像图

体外实验结果表明,ICG-PSeNPs具有良好的生物相容性,与不含双硒聚合物药物载体相比,在nm激光的照射下,能够产生更多的ROS,进而更高效地杀伤肿瘤细胞(图3)。

图3.(A)ICG-PSeNPs的细胞*性;(B)ICG-PSeNPs的光动力细胞*性(nm);(C)ICG-PSeNPs体外光动力ROS染色图;(D)ICG-PSeNPs体外光动力活死细胞染色图

经尾静脉注射后,与游离的ICG相比,ICG-PSeNPs在肿瘤组织的荧光信号强度明显增强且持续到48h,显著地提高了药物在肿瘤组织的蓄积,进而提高了ICG的光动力抗肿瘤疗效(图4)。

图4.经尾静脉注射后小鼠体内近红外荧光成像分布情况。(A)用药及成像时间表;(B)纳米颗粒给药后0、2、6、8、12、24和48h肿瘤部位的荧光信号图;(C)体外荧光图像;(D)注射后48小时主要器官和肿瘤对应的平均荧光强度(***p0.)

以上相关成果以“Supercriticalfluid-assistedfabricationofdiselenide-bridgedpolymeric

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