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研究进展:电纺纳米纤维用于肿瘤热疗

美容护理    2021-09-18 15:55

与正常细胞相比,癌细胞对高温更敏感,这促进了热治疗癌症肿瘤的发展[Hildebrandt等人,2002 ]。所施加的热量通常高达45℃。虽然临床试验正在进行中,以获得对这种治疗方法的监管批准,研究人员正在探索电纺纤维在这种应用中的潜在用途。电纺纤维的优点在于其可以注射形式递送,它是微创的[Ravichandran等人2012 ]。

为了将电纺纤维用作高温治疗,它必须能够在外部源激活时产生热。最常用的方法是使用外加磁场来活化纤维,磁性纳米颗粒可以结合到电纺纤维基质中以赋予其这种功能,最常用的纳米颗粒之一是氧化铁。Amarjagal等人( 2013 )将2 mg/ml Fe3O4掺入电纺聚氨酯(PU)纳米纤维中,并在交变磁场下测试其加热速率。在368 kHz交变磁场下,电纺聚氨酯(PU)纳米纤维中2 mg/ml的 Fe3O4在1分钟内可达到41℃。聚合物基质内纳米颗粒产生的热量可归因于两种不同的加热机制,首先是纳米粒子的旋转,第二个原因是磁化矢量旋转或尼尔弛豫[Amarjagal等人2013 ]。Choi等人(2015)将氧化铁纳米颗粒掺入到具有高达20 wt %纳米颗粒浓度的电纺聚偏氟乙烯(PVDF)中。当施加频率为355 kHz和128 Oe的交变磁场时,温度达到46.3 ℃。

体外试验也支持电纺膜在高温癌症治疗中的应用。Huang等人(2012)使用电纺聚苯乙烯(PS)负载20 %氧化铁纳米颗粒进行高温试验。在PBS中14天以上,纤维光滑,没有纳米颗粒浸出的证据。当施加27.1 kA/m和232 kHz的交变磁场时,复合膜能够在180秒内将1 ml水从23℃加热到83℃。将SKOV-3卵巢癌细胞接种于胶原包覆的PS /氧化铁纳米颗粒上,验证其热疗性能。当施加交变磁场时,介质在2至3分钟内迅速达到45 ℃并保持在该温度,10分钟后观察到细胞100 %死亡。