西南交通大学周绍兵教授团队在肿瘤治疗用局部埋植聚合物载体研究方面取得新的进展
在癌症化疗过程中，采用时序性给药的方式将多种药物递送至肿瘤部位能够提高化疗药物的治疗效果。为了将不同药物时序地递送至肿瘤部位，目前，利用刺激响应性纳米载体包封多种药物或者利用同种纳米载体包封不同种类药物进行多次注射给药的方式被研究者们广泛采用。虽然这两种方式都能实现对药物的时序递送并取得较好的治疗效果，但同时也对人体带来了严重的全身毒性且药物难以在肿瘤部位大量富集等。因此，如何将药物时序、高效、安全地递送至肿瘤部位目前仍是一个挑战。
针对这一难题，西南交通大学周绍兵教授团队研究出一种可局部植入的由内部具有空腔的三层结构高分子纤维组成的纤维膜，该纤维可同时高效地装载两种药物，并能在肿瘤部位实现两种药物的时序性释放，对乳腺癌表现出优异的协同治疗效果。该团队利用三轴静电纺丝技术制备出一种外层由聚己内酯（PCL）组成，中层由聚乳酸（PLA）组成，内部具有空腔的三层结构纤维，并将疏水性化疗药物阿帕替尼(Apatinib，Apa)包载于纤维外层，亲水性药物盐酸阿霉素(Doxorubicin hydrochloride，Dox)包载于纤维的内部空腔中（图1）。通过调节中间PLA层的厚度可以控制包载于空腔中Dox的释放速率，实现Dox的快速释放；Apa随纤维外层PCL的降解持续缓慢释放。
图１．载双药三层结构纤维的制备过程和纤维埋植于荷瘤小鼠中抗肿瘤药物的时序释放示意图。
图２．ａ)纤维的扫描电镜照片ｂ)纤维的透射电镜照片ｃ)纤维的宽场荧光显微镜照片ｄ)纤维空腔处的激光共聚焦照片
在体内，载双药的纤维膜植入荷瘤小鼠的实体肿瘤附近后，纤维内部空腔的膨胀和破裂导致Dox快速释放并扩散进入肿瘤组织，从而引起肿瘤细胞的凋亡。外层的Apa通过PCL的缓慢降解而持续释放，抑制肿瘤血管的生成和抑制肿瘤细胞的增殖，并阻止肿瘤的继续发展。这种基于三层结构纤维的局部埋植载体实现了两种药物的时序性释放，并在保证治疗效果的同时，降低了化疗药物的使用剂量从而显著地降低了药物的全身毒性。
图３．ａ)肿瘤体积，ｂ)肿瘤照片，ｃ)小鼠体重，ｄ)小鼠存活率，ｅ)肿瘤组织免疫组化切片，ｆ)蛋白印记法测试Bax、Bcl２、P-Akt蛋白，ｇ)蛋白相对表达量
以上相关成果分别发表在Small (2019, 1902262)上。论文的第一作者为西南交通大学材料学院博士生李西林，通讯作者为周绍兵教授，共同通讯作者为西南交通大学杨光博士。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201902262
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