nano-in-micro多功能聚合物微球的可控制备及其在肝癌化疗栓塞疗法中药物可控释放研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51473057
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    84.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0308.生物医用有机高分子材料
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

There are some shortcomings for the present transcatheter arterial chemoembolization (TACE) for hepatocellular carcinoma, such as uncontrollable embolization and drug release behavior, single drug and invisibility of embolic microsphere in the body. To enhance the efficacy of TACE therapy, a novel kind of monodispersed nano-in-micro polymeric microspheres with controllable diameter is proposed, which encapsulates superparamagnetic iron oxide (SPIO) and multiple drugs including free drugs and loaded drugs in a thermosensitive nano-carrier simultaneously. The main innovations of this proposal are as follows. The controllable nano-in-micro microstructure is obtained based on microfluidic emulsion technology and assembly technology. In addition, the encapsulated SPIO not only can enable magnetic resonance imaging detection, but also can generate heat under an alternating magnetic field due to the magnetocaloric effect to trigger the drug release from the thermosensitive nano-carries encapsulated in the microspheres, which achieve a programmable release and controllable release for drugs. As well, the generated heat can kill the adjacent tumor cells. Therefore, this nano-in-micro system combines multiple functions including embolization, chemotherapy and hyperthermia. The implementation of this proposal will develop various multifunctional polymeric microspheres, deepen the study on the micro/nano- structure and controllable release mechanism of multi-drugs. Thus, it possesses important scientific significance. Furthermore, the implementation of this proposal will provide a theoretical basis and design suggestion for the exploitation of novel TACE materials for hepatocellular carcinoma combined with embolization, chemotherapy and hyperthermia. Therefore, it also has great potential application value.
经导管肝动脉化疗栓塞(TACE)疗法中存在栓塞和释药行为不可控、药物单一、栓塞微球体内不可视等不足。本项目提出构建一种新型nano-in-micro聚合物微球,其粒径可控且单分散。同时负载超顺磁性氧化铁和多种药物如游离药物和温敏纳米药物,以改善TACE疗效。本项目主要创新点是:基于微流控乳化技术和组装技术,实现nano-in-micro微结构和组成的可控性。其次,包封的超顺磁性氧化铁不仅可增强磁共振成像,在交变磁场作用下其产生的热能还促发微球中温敏纳米载体中药物的释放,实现药物的程序释放和可控释放。同时,其产生的热能可直接杀死肿瘤细胞,具有热疗效果。因此,该体系兼具栓塞、化疗和热疗多重功能。本项目的实施将发展多种多功能聚合物微球、深化微纳结构和多药物释放调控机理研究,具有重要的科学意义;还对开发栓塞、化疗和热疗联合使用的新型肝癌TACE材料提供理论依据和设计方案,因此也具有重要的应用价值。

结项摘要

经导管动脉化疗栓塞(Transcatheter Arterial Chemoembolization,TACE)目前已被公认为是中晚期肝癌患者首选治疗方案。但存在化疗药物单一、药物释放不可控、疗效不佳、无法进行跟踪检测等缺点。本课题基于液滴型微流控可控制备技术和组装技术、聚合物链可作为无机纳米粒制备的模板效应,先后构建和可控制备了多种多功能的nano-in-micro聚合物栓塞微球,以改善上述不足。主要研究内容和进展如下:.(1)将多种抗癌药物共包封于栓塞微球中,实现多种药物的共输送,改善TACE治疗中化疗药物单一的缺陷,增强杀死肿瘤细胞的能力;.(2)在栓塞微球中包封温敏纳米凝胶、超顺磁性氧化铁纳米粒(NPs),改变这些纳米粒的用量和外加磁场来调控药物的释放,同时微球在磁共振(MR)下可视;.(3)基于热疗可直接杀死癌细胞并增敏化疗,构建并分别制备了原位包封四氧化三铁纳米粒、金纳米星、Bi2S3 纳米粒的nano-in-micro聚合物微球,实现磁控/光控药物释放、热疗联合化疗协同杀伤肿瘤细胞,改善治疗效果;.(4)一步制备原位包封Gd2O3 NPs或/和Fe3O4 NPs的聚乙烯醇微球,赋予微球多功能:栓塞、磁热、增强T1或/和T2-MR成像功能,实现热疗与TACE联用改善治疗效果、控制药物释放、微球在MR下可视等诊疗一体化; .(5)基于分子设计原理,制备了pH/温度/GSH响应的两性离子型纳米凝胶,克服纳米药物传输中对纳米载体物性的多个矛盾要求,实现胞内靶向释药。较高浓度的两性离子型温敏纳米凝胶在体温实现溶胶-凝胶相转变,与热疗联合使用,具有易于注射、可末端栓塞、抗蛋白吸附、可控释放、疗效高等优点。.这些研究为TACE治疗提供了新思路、新材料、新理论;为nano-in-micro杂化微球提供了简便、可控的制备方法;揭示了微球的微观组成和结构对药物释放的影响规律。目前已发表SCI研究论文6篇(包括Nano Lett, Nanomed Nanotech Biol Med, ACS Appl Mater Interfaces等),还有三篇论文在投稿中。申请中国发明专利4项,已授权一项。参加本领域国内学术会议6次,做了4次口头报告。参加国外学术交流和学术会议三次,做口头报告1次。培养硕士生5名,博士生1名。完成了研究目标。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(4)
One-step preparation of nano-in-micro poly(vinyl alcohol) embolic microspheres and used for dual-modal T1/T2-weighted magnetic resonance imaging
一步制备纳米微聚乙烯醇栓塞微球并用于双模态T1/T2加权磁共振成像
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Nanomed Nanotech Biol Med
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qin Wang;Ai Xiao;Yiming Liu;Qian Zou;Qing Zhou;Hong Wang;Xiangliang Yang;Chuansheng Zheng;Yajiang Yang;Yanhong Zhu
  • 通讯作者:
    Yanhong Zhu
Alginate droplets pre-crosslinked in microchannels to prepare monodispersed spherical microgels
海藻酸盐液滴在微通道中预交联制备单分散球形微凝胶
  • DOI:
    10.1016/j.colsurfa.2015.06.041
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Colloids and Surfaces a-Physicochemical and Engineering Aspects
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Qin Wang;Shanshan Liu;Hong Wang;Jintao Zhu;Yajiang Yang
  • 通讯作者:
    Yajiang Yang
Zwitterionic Temperature/Redox-Sensitive Nanogels for Near-Infrared Light-Triggered Synergistic Thermo-Chemotherapy
用于近红外光触发协同热化疗的两性离子温度/氧化还原敏感纳米凝胶
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Fuying Li;Hao Yang;Nana Bie;Qingbo Xu;Tuying Yong;Qin Wang;Lu Gan;Xiangliang Yang
  • 通讯作者:
    Xiangliang Yang
In situ pore-forming alginate hydrogel beads loaded with in situ formed nano-silver and their catalytic activity
负载原位形成纳米银的原位成孔藻酸盐水凝胶珠及其催化活性
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Physical Chemistry Chemical Physics
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Qin Wang;Shanshan Liu;Hong Wang;Yajiang Yang
  • 通讯作者:
    Yajiang Yang
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用于程序化抗癌药物输送的疏水性自适应纳米凝胶
  • DOI:
    doi:10.1021/acs.nanolett.8b03828
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Nano Lett
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hao Yang;Qin Wang;Zifu Li;Fuying Li;Di Wu;Man Fan;Anbi Zheng;Bo Huang;Lu Gan;Yuliang Zhao;Xiangliang Yang
  • 通讯作者:
    Xiangliang Yang

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单分散温度/pH双重响应的Janus微/纳米凝胶的制备、组装行为及在介入栓塞材料方面的应用研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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