使用電紡纖維治療腦部腫瘤的新方法
一種新穎的工程流程可以為腦部腫瘤提供安全有效的藥物劑量,而不會(huì)使患者遭受傳統(tǒng)化學(xué)療法的毒副作用。
辛辛那提大學(xué)的教授安德魯·斯特克爾(Andrew Steckl)與約翰·霍普金斯大學(xué)的研究人員合作,開發(fā)了一種多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤或GBM(一種侵襲性腦癌)的新療法。Steckl的納米電子學(xué)實(shí)驗(yàn)室施加稱為同軸靜電以形成工業(yè)制造過程的藥物含膜。
該治療直接植入手術(shù)切除腫瘤的大腦部分。
該研究發(fā)表在《 自然科學(xué) 報(bào)告》上。
Steckl說:“化學(xué)療法本質(zhì)上是全身治療。治療必須穿過血腦屏障,這意味著您獲得的全身劑量必須更高。” “這可能是危險(xiǎn)的并且具有毒副作用。”
Steckl是俄亥俄州著名學(xué)者,也是UC工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的電氣工程學(xué)教授。
同軸電紡將兩種或多種材料組合成細(xì)纖維,該細(xì)纖維由一種材料的芯層和另一種材料的皮層包圍。這種制造過程使研究人員可以利用每種材料的獨(dú)特特性立即或隨時(shí)間推移提供有效劑量的藥物。
辛辛那提大學(xué)高級(jí)研究員Daewoo Han在UC的納米電子實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建了電紡纖維。圖片提供:Joseph Fuqua II / UC Creative Services
Steckl說:“通過選擇纖維的基礎(chǔ)材料和鞘的厚度,我們可以控制這些藥物的釋放速率。”
他說,電紡纖維可以迅速釋放一種用于短期治療的藥物,例如止痛藥或抗生素,而另一種或多種藥物(例如化學(xué)療法)則可以長期釋放。
“我們可以產(chǎn)生非常復(fù)雜的藥物釋放曲線,” Steckl說。
突破性突破是約翰·霍普金斯大學(xué)研究合作伙伴和合著者亨利·布雷姆博士和貝蒂·泰勒所做工作的延續(xù),后者于2003年開發(fā)了一種用于局部治療的稱為Gliadel的腦腫瘤晶片治療。
UC研究的主要作者Daewoo Han說,與以前的治療方法不同,電紡纖維可以隨時(shí)間提供更均勻的劑量。
他說:“就目前的治療而言,大多數(shù)藥物在一周內(nèi)釋放,但我們的光盤顯示釋放時(shí)間長達(dá)150天。”
膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是一種常見的和非常積極的腦部腫瘤,并負(fù)責(zé)比所有主要的一半以上腦瘤,根據(jù)美國癌癥協(xié)會(huì)。每年,全世界有超過24萬人死于腦癌。
同軸靜電紡絲產(chǎn)生一種細(xì)纖維,其一種材料的芯被另一種材料的皮包圍。圖片提供:Joseph Fuqua II / UC Creative Services
研究發(fā)現(xiàn),為這項(xiàng)研究創(chuàng)建的電紡纖維提供了一種類似藥片的盤狀結(jié)構(gòu),可以增加藥物的使用量,降低最初的爆發(fā)釋放并提高藥物釋放的可持續(xù)性。
在三個(gè)單獨(dú)的動(dòng)物試驗(yàn)中,使用電紡纖維進(jìn)行化學(xué)療法可提高生存率,這些試驗(yàn)研究了安全性,毒性,膜降解和功效。
研究總結(jié)說:“這代表了目前治療GBM的有希望的發(fā)展。”
盡管這項(xiàng)研究使用的是單一藥物,但研究人員指出,靜電紡絲的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是能夠在長期釋放后順序分配多種藥物。最新的癌癥治療方法依靠多種藥物來預(yù)防耐藥性并提高療效。
斯特克爾說,這項(xiàng)研究有望用于治療其他類型的癌癥。
Steckl說:“展望未來,我們正計(jì)劃研究'雞尾酒'療法,其中將多種藥物聯(lián)合用于難治性癌癥的聯(lián)合治療并從我們的纖維膜上同時(shí)或依次釋放。”
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