任杰教授團(tuán)隊聯(lián)合中山大學(xué)劉杰教授團(tuán)隊研發(fā)多功能水凝膠輔助熱消融
近日，中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院超聲科任杰教授團(tuán)隊，聯(lián)合中山大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院劉杰教授團(tuán)隊，在生物醫(yī)學(xué)工程著名期刊Bioactive Materials（IF=18.9，Q1區(qū)）發(fā)表題為“Development and preclinical evaluation of multifunctional hydrogel for precise thermal protection during thermal ablation”的研究成果。中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院超聲科鄭博文博士與中山大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院張鵬博士為共同第一作者。
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圖1：文章信息
超聲引導(dǎo)腫瘤熱消融已經(jīng)成為腫瘤治療領(lǐng)域重要的微創(chuàng)治療技術(shù)，然而如何保護(hù)周圍正常的重要結(jié)構(gòu)免受熱損害是困擾這一技術(shù)的重大問題。課題組發(fā)揮醫(yī)工交叉的優(yōu)勢，研發(fā)了一種透明質(zhì)酸基胱氨酸二甲酯多功能水凝膠（hydrogel composed of hyaluronic acid grafted with dimethyl cysteine，HA-Dc水凝膠），其不僅具有良好的滯留性，還具有優(yōu)越的熱保護(hù)作用及生物相容性，在靈長類動物食蟹猴模型上的成功應(yīng)用展示了其在臨床轉(zhuǎn)化的極大潛能。目前，該多功能HA-Dc水凝膠也在申報國家發(fā)明專利進(jìn)程中。
超聲引導(dǎo)下熱消融治療是一種腫瘤微創(chuàng)治療技術(shù)，在臨床應(yīng)用廣泛。但在熱消融治療過程中，如何避免對腫瘤周圍組織結(jié)構(gòu)造成熱損傷是提高熱消融技術(shù)安全性及療效的核心。液體隔離帶是臨床應(yīng)用最多的輔助熱保護(hù)技術(shù)，通過在腫瘤與周圍組織結(jié)構(gòu)間注射液體將兩者隔離，即可避免周圍組織結(jié)構(gòu)的熱損傷。然而，目前臨床常用的5%葡萄糖（5% Glu）與生理鹽水，因流動性大需持續(xù)注射大量液體以維持足夠的熱保護(hù)作用，從而可能造成不必要的出血或危及生命的電解質(zhì)紊亂。
隨著生物材料的不斷發(fā)展，發(fā)展具有良好的體內(nèi)滯留性及熱保護(hù)作用的生物材料成為學(xué)術(shù)熱點。本研究研發(fā)的多功能HA-Dc水凝膠，在體內(nèi)外均表現(xiàn)出良好的注射性、熱穩(wěn)定性，研究選擇了對熱損傷極為敏感的神經(jīng)組織進(jìn)行驗證保護(hù)，結(jié)果顯示，選擇兔的坐骨神經(jīng)、食蟹猴的坐骨神經(jīng)、食蟹猴的喉返神經(jīng)的鄰近區(qū)域進(jìn)行熱消融，多功能HA-Dc水凝膠可起到良好的熱隔離保護(hù)作用，使神經(jīng)獲得有效保護(hù)；同時，水凝膠采用生物安全性良好的材料制備，可通過注射VitC快速溶解消失，使得治療過程中，可自由控制水凝膠的降解，保證生物安全性。這些特性使得多功能HA-Dc水凝膠在未來的臨床應(yīng)用中展現(xiàn)出良好的轉(zhuǎn)化潛力，其可能不僅適用于大多數(shù)常規(guī)熱消融治療，甚至可能對某些毗鄰重要結(jié)構(gòu)的狹窄間隙腫瘤都能使用，從而拓寬消融治療的適應(yīng)癥領(lǐng)域。
圖2：透明質(zhì)酸基胱氨酸二甲酯水凝膠（hydrogel composed of hyaluronic acid grafted with dimethyl cysteine，HA-Dc水凝膠）的合成與臨床前驗證流程。上：HA-Dc水凝膠的合成與降解流程。中、下：在靈長類動物食蟹猴模型模擬臨床甲狀腺結(jié)節(jié)熱消融治療，比較臨床常用5%葡萄糖（中）與HA-Dc水凝膠（下）在其中的熱保護(hù)作用
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超聲引導(dǎo)下腫瘤熱消融治療是中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院超聲科的優(yōu)勢專業(yè)之一。任杰教授團(tuán)隊在甲狀腺消融領(lǐng)域取得多個原創(chuàng)性成果，包括持續(xù)液體隔離帶法、多點平行布針法、大體積結(jié)節(jié)單次完全消融策略等，使得甲狀腺大體積結(jié)節(jié)消融療效較國際報道提高近30%。中山大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院劉杰教授團(tuán)隊在水凝膠、生物材料方面有深厚的積累，兩個團(tuán)隊的緊密合作，為超聲引導(dǎo)下腫瘤熱消融治療技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
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文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2023.08.010
