【中玻網(wǎng)】

　　作為一種新型腫瘤治療方式，光熱治療（PTT）顯示出優(yōu)勢。但在常規(guī)的PTT中，很難測量腫瘤部位的準(zhǔn)確溫度，PTT溫度過低，不能殺死腫瘤細(xì)胞，過高的溫度又可能燙傷周圍的正常組織。因此，在PTT過程中，原位監(jiān)測溫度以確定PTT治療的最佳溫度、修復(fù)PTT治療時可能產(chǎn)生的對周邊正常組織燙傷是需要解決的問題，發(fā)展精準(zhǔn)測量病灶部位溫度、兼具光熱治療腫瘤和組織修復(fù)的多功能生物活性材料具有重要意義。

　　近日，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員常江、吳成鐵帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，在原位光熱治療、熒光監(jiān)測光熱治療溫度并修復(fù)燙傷組織的光熱測溫生物活性材料研究方面獲得進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備了一種能產(chǎn)生光熱效應(yīng)以殺死腫瘤、通過熒光監(jiān)測腫瘤原位溫度、修復(fù)過高光熱對腫瘤周邊正常組織燙傷的多功能新型生物活性玻璃材料。相關(guān)研究成果以Multi-functional Bioactive Nd-Ca-Si Glasses for Fluorescent Thermometry,Photothermal Therapy and Burn Tissue Repair為題，發(fā)表在Science Advances上，并申請發(fā)明專利一項(xiàng)。上海硅酸鹽所在讀博士生馬玲玲為論文第一作者，導(dǎo)師、研究員常江為論文通訊作者。

　　研究團(tuán)隊(duì)采用無容器氣懸浮技術(shù)，將稀土元素Nd引入具有生物活性的鈣硅基（Ca-Si）材料中，制備出一種新型的多功能Nd-Ca-Si基生物活性玻璃。該生物玻璃具有近紅外光光熱性能、良好的熒光特性，且熒光強(qiáng)度與材料溫度呈線性關(guān)系，因此可在光熱治療過程中通過測量熒光強(qiáng)度測定光熱時腫瘤部位材料的溫度。該團(tuán)隊(duì)將多功能Nd-Ca-Si生物活性玻璃海藻酸復(fù)合，制備出多功能可注射水凝膠，可原位注射到動物腫瘤部位；研究該生物玻璃復(fù)合水凝膠在不同溫度下PTT對腫瘤的殺傷作用及不同溫度對正常組織的燙傷程度，以此確定最佳PTT溫度，能有效消除腫瘤和避免/減輕周邊正常組織燙傷的光熱治療溫度。研究人員通過研究PTT腫瘤殺傷效果和周邊組織燙傷關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在治療過程中很難完全避免對周邊正常組織的燙傷；生物玻璃復(fù)合水凝膠釋放的活性組分具有促進(jìn)組織再生的生物活性，能夠促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移及成血管基因表達(dá)。體內(nèi)的動物實(shí)驗(yàn)顯示，該類生物玻璃復(fù)合水凝膠可有效修復(fù)PTT過程中產(chǎn)生的周邊組織燙傷；在體內(nèi)降解過程中不會產(chǎn)生組織及主要器官中材料降解產(chǎn)物的富集，無潛在毒性風(fēng)險(xiǎn)。該多功能生物玻璃可用于腫瘤光熱治療溫度監(jiān)測和組織修復(fù)，還有可能作為溫度監(jiān)測材料用于植入式熱療醫(yī)療器械的潛在應(yīng)用。

　　研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、上海市科學(xué)技術(shù)委員會等的支持。

　　圖1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示意圖

　　圖2.合水凝膠的光熱/熒光性能。

（A）復(fù)合水凝膠光學(xué)圖片。（B）復(fù)合水凝膠光熱曲線。（C）復(fù)合水凝膠熒光強(qiáng)度（1062 nm）與溫度的線性關(guān)系。（D）室溫下復(fù)合水凝膠在不同厚度的小鼠皮下的熒光光譜（1062 nm）。（E）穿過不同厚度小鼠皮的熒光強(qiáng)度與溫度的線性關(guān)系。（F）不同小鼠皮厚度與小鼠皮上下的溫度差的線性關(guān)系。（G）室溫下不同動物皮膚組織在相同厚度（1.64 mm）的熒光光譜（1062 nm）。（H）穿過相同厚度不同動物皮膚的熒光強(qiáng)度與溫度的線性關(guān)系。