苏大《AHM》重磅：放射性微球“一箭双雕”精准狙击肝癌！

肝癌（HCC） 是全球第四大常见癌症，死亡率位居第三，且多数患者确诊时已无法接受根治性治疗。传统放射性栓塞（TARE）虽能通过高剂量辐射杀伤肿瘤，但存在放射性肺炎等副作用，且现有微球材料因密度高、稳定性差等问题限制了临床应用。此外，单一疗法难以彻底抑制肿瘤复发。

因此，如何在 降低辐射剂量的同时增强疗效，并解决微球材料的生物相容性与功能性缺陷 ，成为肝癌治疗亟待突破的难题。

鉴于此，来自 苏州大学的张于娟，靳勇以及王广林团队 联合开发了一种 基于聚多巴胺（PDA）涂层的双重功能放射性微球（ ¹³¹ I-PDA@PVA MSs） ， 实现了肝癌的放射性栓塞与光热疗法的协同治疗。相关研究以 “Dual Functional Radioactive Gel-Microspheres for Combinatorial Radioembolization and Photothermal Therapy of Hepatocellular Carcinoma” 为题发表在 《Advanced Healthcare Materials》 上。

以下是对本论文创新点的简要概述：

（1）双重功能微球设计——放射与光热协同增效： 研究团队通过将放射性碘（ ¹³¹ I）标记于PDA涂层，赋予商用PVA凝胶微球双重功能：一方面通过栓塞阻断肿瘤血供并释放β/γ射线杀伤癌细胞；另一方面利用PDA的光热效应，在近红外激光照射下局部升温，增强肿瘤细胞对辐射的敏感性。二者协同作用显著提升了抑瘤效果，同时降低辐射剂量需求。

（2）高稳定性与生物相容性——突破微球材料瓶颈： 与传统玻璃或树脂微球相比，PVA凝胶微球密度低、弹性佳，能顺利通过微导管实现远端栓塞。PDA涂层进一步提高了微球的放射标记稳定性（体内7天无泄漏），且压缩实验表明其形变恢复能力强，避免了栓塞过程中的碎裂风险。细胞实验证实微球对正常组织无明显毒性，生物安全性优异。

（3）临床转化潜力——可视化与精准控温： ¹³¹ I的γ射线特性支持SPECT/CT实时成像，可精准监测微球分布与辐射剂量；光热升温（局部ΔT>20℃）通过红外热像仪实时反馈，实现治疗过程的可视化调控。这种“诊疗一体化”设计为肝癌个性化治疗提供了新思路。

该研究不仅为肝癌治疗提供了一种高效低毒的双重功能微球，更为多模态协同疗法的临床转化奠定了重要基础。

1. 双重功能放射性微球的制备与性能验证

研究团队基于商用PVA凝胶微球（CalliSpheres），通过多巴胺自聚合形成聚多巴胺（PDA）涂层，并利用碘化法标记放射性碘（ ¹³¹ I），成功制备出兼具放射性栓塞与光热治疗能力的双功能微球（ ¹³¹ I-PDA@PVA MSs）。实验表明，该微球表面光滑、尺寸均一（直径约157.9 μm），且PDA涂层显著提升了微球的弹性与抗压能力，在50%形变后仍能恢复原状。通过红外光谱分析，验证了PDA成功包覆于PVA表面。放射性标记稳定性测试显示，微球在体内7天内无显著放射性泄漏，体外血清环境中稳定性达76.5%，为后续治疗提供了可靠载体。

图1 微球形 貌表征与稳定性分析

2. 光热转换性能的系统优化

研究通过调控多巴胺浓度（0.25–8 mg/mL）和激光参数（0.5–2 W/cm²），系统评估了PDA@PVA微球的光热性能。结果显示，微球在808 nm近红外激光照射下，温度提升与多巴胺浓度和激光功率呈正相关，最高升温达35℃（10 mg/mL微球，1.5 W/cm²），光热转换效率达47.2%。此外，微球在多次激光开关循环中表现出优异的稳定性，验证了其适用于多次重复治疗的需求。这一特性为后续联合放射性栓塞与光热疗法提供了关键技术支持。

图2 多巴胺浓度与光热性能关联研究

3. 体外联合治疗的协同增效机制

在细胞实验中， ¹³¹ I-PDA@PVA MSs微球联合光热治疗显著抑制了VX2肝癌细胞活性（存活率仅10%），并诱导了更高水平的DNA损伤（γ-H2AX焦点密度增加）。流式细胞术分析发现，联合治疗组细胞周期阻滞于G2/M期的比例（34.2%）显著高于单一疗法（23.5%–25.1%），表明光热效应通过增强肿瘤细胞对辐射的敏感性，实现了协同增效。同时，微球对正常细胞（HUVEC）无显著毒性，证实其生物安全性。

图3 细胞活力与协同治疗机制验证

4. 体内治疗的高效性与安全性验证

在兔VX2肝癌模型中，经肝动脉栓塞的 ¹³¹ I-PDA@PVA MSs微球通过SPECT/CT成像精准定位于肿瘤区域（16.0% ID/g），且近红外激光照射后局部升温超20℃，实现了“诊疗一体化”。CT扫描显示，联合治疗组肿瘤体积抑制率显著优于单一疗法，且组织学分析（H&E和TUNEL染色）证实了肿瘤广泛坏死与凋亡。安全性评估中，主要器官（心、肝、肺等）未出现明显病理损伤，表明该疗法兼具高效性与安全性。

图4 体内肿瘤抑制与组织学疗效评估

综上所述，本研究 通过创新性设计 ¹³¹ I-PDA@PVA MSs微球，成功将放射性栓塞与光热疗法结合 ，在兔VX2肝癌模型中实现了肿瘤生长抑制率显著提升（联合治疗组存活率仅10%），且未引发明显器官损伤。

未来，或将 进一步优化微球的靶向性与光热穿透深度 ，例如引入磁性材料实现非侵入性磁热协同，或开发可降解微球以减少长期滞留风险。此外，如何简化光热疗法的临床操作（如光纤植入）并提升患者接受度，仍是后续研究的重点。这一成果为肝癌治疗开辟了多模态精准治疗的新路径，有望推动介入放射学与纳米医学的深度融合。

参考资料：

https://doi.org/10.1002/adhm.202401057

来源： EngineeringForLife

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