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可注射自组装纳米金颗粒-胶原蛋白复合水凝胶用于抗肿瘤光动力/光热治疗

2016年06月15日 16:11:38 来源:X-MOL

近年来,基于蛋白、多肽自组装形成的可注射、可自愈性质水凝胶,因其固有的生物相容性、生物可降解性、可调的机械性能以及环境响应性,在生物领域尤其是生物医学领域越来越受到关注。一些天然的蛋白质诸如弹性蛋白、胶原蛋白、明胶、蚕丝蛋白因其资源丰富,被广泛应用于水凝胶的自组装合成。然而,自组装形成的胶原蛋白水凝胶机械性能较差,从而限制了它作为可注射材料在药物递送及组织工程方面的应用。

近日,燕山大学环境与化学工程学院的焦体峰教授课题组与中国科学院过程工程研究所的闫学海研究员课题组合作,通过超分子自组装成功制备了纳米金颗粒-胶原蛋白复合水凝胶。他们的论文发表在《Advanced Materials》上,焦体峰教授课题组的博士生邢蕊蕊(Ruirui Xing)为论文第一作者,闫学海研究员课题组的博士生刘凯(Kai Liu)为论文共同第一作者,焦体峰教授、闫学海研究员、邹千里副研究员为共同通讯作者。(An Injectable Self-Assembling Collagen–Gold Hybrid Hydrogel for Combinatorial Antitumor Photothermal/Photodynamic Therapy. Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201600284)

原位矿化形成的金纳米颗粒被证实了具有调控胶原蛋白水凝胶机械性能的作用,纳米金颗粒与胶原凝胶体系之间弱作用力赋予了水凝胶剪切变稀及自愈性能。这种基于胶原蛋白形成水凝胶的策略可适用于构建各种功能性的水凝胶,诸如壳聚糖、蚕丝蛋白、弹性蛋白和明胶等生物高分子均能够与离子团簇通过静电相互作用自组装形成水凝胶。此外,这种生物相容性良好的胶原蛋白水凝胶可作为一种新颖的工具用于药物保留及药物持续释放。它具有诸多优点,如降低药物使用量、降低药物毒性、提高生物利用度等。这种水凝胶材料也被证明可联合光动力/光热,显著增强抗肿瘤效果,治疗采用一次瘤内水凝胶注射,多次局部光照治疗的方法,实验未发现主要器官的病理损伤。

总之,他们开发了可注射、可自愈型胶原蛋白复合水凝胶,为药物输送和组织工程等生物医学应用领域提供了新的替代运载工具,具有广泛的应用前景。

该研究工作得到了中组部青年千人计划项目、中科院国际人才交流计划项目、国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北省首批青年拔尖人才支持计划、中国博士后科学基金等项目的支持。




 
 
 
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