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使用电纺纤维治疗脑部肿瘤的新方法

一种新颖的工程流程可以为脑部肿瘤提供安全有效的药物剂量,而不会使患者遭受传统化学疗法的毒副作用。

辛辛那提大学的教授安德鲁·斯特克尔(Andrew Steckl)与约翰·霍普金斯大学的研究人员合作,开发了一种多形性胶质母细胞瘤或GBM(一种侵袭性脑癌)的新疗法。Steckl的纳米电子学实验室施加称为同轴静电以形成工业制造过程的药物含膜。

该治疗直接植入手术切除肿瘤的大脑部分。

使用电纺纤维治疗脑部肿瘤的新方法

该研究发表在《 自然科学 报告》上。

Steckl说:“化学疗法本质上是全身治疗。治疗必须穿过血脑屏障,这意味着您获得的全身剂量必须更高。” “这可能是危险的并且具有毒副作用。”

Steckl是俄亥俄州著名学者,也是UC工程与应用科学学院的电气工程学教授。

同轴电纺将两种或多种材料组合成细纤维,该细纤维由一种材料的芯层和另一种材料的皮层包围。这种制造过程使研究人员可以利用每种材料的独特特性立即或随时间推移提供有效剂量的药物。

辛辛那提大学高级研究员Daewoo Han在UC的纳米电子实验室创建了电纺纤维。图片提供:Joseph Fuqua II / UC Creative Services

Steckl说:“通过选择纤维的基础材料和鞘的厚度,我们可以控制这些药物的释放速率。”

他说,电纺纤维可以迅速释放一种用于短期治疗的药物,例如止痛药或抗生素,而另一种或多种药物(例如化学疗法)则可以长期释放。

“我们可以产生非常复杂的药物释放曲线,” Steckl说。

突破性突破是约翰·霍普金斯大学研究合作伙伴和合著者亨利·布雷姆博士和贝蒂·泰勒所做工作的延续,后者于2003年开发了一种用于局部治疗的称为Gliadel的脑肿瘤晶片治疗。

UC研究的主要作者Daewoo Han说,与以前的治疗方法不同,电纺纤维可以随时间提供更均匀的剂量。

他说:“就目前的治疗而言,大多数药物在一周内释放,但我们的光盘显示释放时间长达150天。”

胶质母细胞瘤是一种常见的和非常积极的脑部肿瘤,并负责比所有主要的一半以上脑瘤,根据美国癌症协会。每年,全世界有超过24万人死于脑癌。

同轴静电纺丝产生一种细纤维,其一种材料的芯被另一种材料的皮包围。图片提供:Joseph Fuqua II / UC Creative Services

研究发现,为这项研究创建的电纺纤维提供了一种类似药片的盘状结构,可以增加药物的使用量,降低最初的爆发释放并提高药物释放的可持续性。

在三个单独的动物试验中,使用电纺纤维进行化学疗法可提高生存率,这些试验研究了安全性,毒性,膜降解和功效。

研究总结说:“这代表了目前治疗GBM的有希望的发展。”

尽管这项研究使用的是单一药物,但研究人员指出,静电纺丝的一个优势是能够在长期释放后顺序分配多种药物。最新的癌症治疗方法依靠多种药物来预防耐药性并提高疗效。

斯特克尔说,这项研究有望用于治疗其他类型的癌症。

Steckl说:“展望未来,我们正计划研究'鸡尾酒'疗法,其中将多种药物联合用于难治性癌症的联合治疗并从我们的纤维膜上同时或依次释放。”

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