可注射聚合物短纖維的生物學特性及醫學功能研究

《可注射聚合物短纖維的生物學特性及醫學功能研究》是依託西南交通大學，由李孝紅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：可注射聚合物短纖維的生物學特性及醫學功能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李孝紅
• 依託單位：西南交通大學

項目摘要

在前期電紡纖維膜生物醫學功能研究的基礎上，本申請系統探究可注射聚合物短纖維的生物學特性及醫學功能，有望將其發展成一類新的生物醫用產品形式,拓展和深化非球形微納材料與生物體相互作用機制的認知。在建立聚合物短纖維的可控制備和修飾技術、獲得特徵梯度變化短纖維的基礎上，以短纖維的生物學特性研究為中心，全面揭示不同特徵短纖維與細胞和組織間發生相互作用的機制、體內動態分布的規律。一方面基於靜脈注射長徑比較小短纖維的組織靶向性、局部注射長徑比較大短纖維的組織滯留效應，利用其獨立調控藥物釋放的能力，探究短纖維共混注射的協同增效，有效應對腫瘤治療中耐藥和轉移等問題。另一方面基於長徑比大的短纖維作為細胞的著位點，結合水凝膠構築多細胞球體組織作為藥物篩選模型，探究藥物及其製劑的毒性、代謝或作用效果等與體內結果的相關性。基於上述可注射短纖維作為藥物載體和細胞支架的功能，豐富和發展疾病治療和藥物篩選的機制和手段。

結題摘要

在前期電紡纖維膜生物醫學功能研究的基礎上，本項目系統探究了可注射聚合物短纖維的生物學特性及醫學功能，拓展和深化了非球形微納材料與生物體相互作用機制的認知，展示了可注射短纖維在減少手術創傷、提升醫用效果、簡化治療程式等方面的優勢，有望將其發展成一類新的生物醫用產品形式。項目研究思路是，基於可注射聚合物短纖維的可控制備，圍繞一個中心（研究短纖維的生物學特性，包括與細胞和組織相互作用的機制、經局部組織和靜脈注射後體內動態分布的規律），探究三種功能（藥物載體、細胞支架、組織修復）的實現機制，為腫瘤治療、藥物篩選、組織修復及再生提供新的策略和技術支撐。項目研究的學術貢獻主要有，一是創建了兩種短纖維製備方法（冷凍切片和超聲處理），均能較好控制短纖維的長徑比，短纖維在血液中的循環時間延長，促進了藥物在腫瘤組織中的富集，可調控藥物在組織中的滲透和分布；二是研究了短纖維釋藥的刺激回響性和靶向作用機制，可釋放自由藥物或載藥膠束，也可分別釋放抗腫瘤藥物和作用於腫瘤組織中血管、基質相關細胞的藥物等，為實現藥物的靶向運送、多重刺激回響性釋放、協同作用效果等提供了新的策略；三是通過表面功能化短纖維促進了細胞的粘附，形成多細胞球體組織，建立了肝細胞球和心肌細胞共培養體系作為藥物毒性和代謝的篩選模型；四是將攜載活性因子的聚合物短纖維、與短纖維共培養的幹細胞球注射到修復部分，對局部組織缺血、軟骨缺損等實現了組織的原位再生和修復，創傷少、效果好。基於上述研究，項目負責人作為通訊作者在ACS Appl. Mater. Interfaces、Nanoscale和J. Controlled Release等雜誌上發表論文30篇。發表論文受到同行廣泛關注，對上述工作進行了正面評述，如“…刺激回響性聚合物短纖維為局部靶向治療提供了頗有吸引力的方案”等。項目研究為提升青年教師、臨床研究人員和研究生的理論水平和創新研究能力提供了有力支持。