紫外光固化法制备功能高分子材料用于血管内捕捉胃癌循环肿瘤细胞的实验研究

Circulating tumor cells (CTCs) has its significant value in certain areas, such as predicting prognosis, evaluating therapeutic effect, monitoring gene status, and discussing intratumoral heterogeneity. CTCs is also a key to the realization of ’Real-time liquid biopsy’. The Johnson & johnson’s production CELLSEARCH system is currently the only FDA approved CTCs detection technology for clinical use. Besides, varied studies focusing on promoting the efficiency of CTCs enrichment are emerging continuously. Unlike the current CTCs detection methods based on a certain volume of blood samples, intravanous CTCs capture has its unique advantage that much larger volume of blood could be screened. This project intend to construct a UV-curing reaction system for the poly-CBMA modification of nylon wire. After the chemical characterization, biocompatibility evaluation and functional testing, CTCs capturing attempt using the newly made functional nylon wire will be conducted in nude mouse orthotopic tumor model of human gastric cancer cell line SGC7901. The comparision to CELLSEARCH system will also be involved. We hope that this project could bring us a new breakthrough in the methodology of CTCs detection .

循环肿瘤细胞（CTCs）在判断肿瘤患者预后、评估抗肿瘤药物疗效、实时监测肿瘤基因状态和探讨肿瘤内部异质性等多个方面具有重要研究价值，是实现“实时液体活检”的有效手段之一。强生公司的CELLSEARCHTM系统是目前唯一经美国FDA批准用于临床的CTCs检测技术，除此以外，以进一步提升CTCs富集效能为目标的方法学研究层出不穷。与现有的诸多抽取血样进行富集的方法不同，血管内留置功能导丝捕捉CTCs具有可接触大量循环血液的优势。本项目基于血管内捕捉CTCs这一思路，以前期研究为基础，拟构建一组紫外光固化反应体系以实现羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯聚合物对介入用尼龙导丝表面的改性。在完善改性后表征、生物相容性评价及功能化实验后，利用人胃癌细胞SGC7901裸鼠原位移植瘤模型进行上述新型功能导丝富集CTCs的尝试，并与CELLSEARCHTM系统的富集结果行横向对比，期待能够实现CTCs富集方法新的突破。

本项课题旨在探索新的医用材料改性方法，一方面使其更加适用于血管内介入适用，另一方面要能够通过表面的羧基基团实现接枝抗体，即“功能化”，以适用于捕捉循环肿瘤细胞的用途。.本项目首先通过紫外光固化法快速制备双层涂层修饰的羧基功能化PMMA，然后利用WCA、BSA吸附实验确定了上层光固化溶液的最佳比例，最优条件下的WCA为43.4±3.5°，BSA吸附值为53.5±5.4μg/cm2。通过ATR-FTIR检测，发现图谱在1575和1540cm-1、和2197和2848cm-1出现新增的峰，而甲苯胺蓝染色方法进一步证实了光固化涂层处理的 PMMA 成功羧基化。.进一步对比空白材料组、单层涂层组、双层涂层组样品的血液相容性，发现：在1mg/mL、0.5mg/mL和0.1mg/mL的BSA溶液中，双层涂层组的吸附量均为最低；双层涂层组的血小板粘附量亦为最少；双层涂层组血浆复钙时间为35.3±1.0分钟，较其他样品更长；细胞共培养实验证实双层涂层组无显著的细胞毒性。.在此基础上，通过抗EpCAM抗体来功能化双层涂层的PMMA，并利用SGC7901细胞进行了细胞粘附实验和模拟捕获实验。细胞粘附实验显示，含有抗epcam抗体的双涂层PMMA片每个视图有61±9.8个粘附细胞，而原始PMMA仅显示6.7±2个粘附细胞，表明抗体功能化的双涂层PMMA片显著提升了特异性细胞的粘附能力。最后，通过肿瘤细胞混杂在全血中的模拟样本，利用蠕动泵模拟血液流动，成功实现了对混杂肿瘤细胞的捕捉。以上实验验证了紫外光固化法制备的表面富含羧基、抗EpCAM抗体功能化 PMMA 捕获 CTCs 的可行性。

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