四川大学巨晓洁&华西医院张文杰：微流控制备碘131标记微球用于肝肿瘤放射栓塞治疗发布时间2024-11-02 13:34:54-北京永康乐业科技发展有限公司

经导管动脉放射栓塞（TARE）对于晚期肝细胞癌（HCC）的治疗具有重要意义。然而，现有的放射性栓塞微球仍存在不可降解、尺寸不均匀、无法直接体内监测等问题，阻碍了TARE的发展。

近期，四川大学巨晓洁教授、四川大学华西医院张文杰等人开发了一种新型放射性栓塞剂——¹³¹I标记的甲基丙烯酸明胶微球（¹³¹I-GMs），用于治疗肝癌。相关研究以“Microfluidic Controllable Preparation of Iodine-131-Labeled Microspheres for Radioembolization Therapy of Liver Tumors”为题目，发表在期刊《Advanced Healthcare Materials》上。

本文要点：

1、本研究开发了一种新型¹³¹I标记甲基丙烯酸明胶微球（¹³¹I-GMs），用于肝癌的经导管动脉放射栓塞治疗（TARE）。

2、通过简单的一步微流控方法制备油包水（W/O）乳液模板，经过紫外线照射获得均匀且可控尺寸的明胶微球。

3、放射性标记实验表明，氯胺T法可以将¹³¹I与GMs有效结合，所得¹³¹I-GMs在体外表现出良好的放射稳定性。

4、动物实验显示，¹³¹I-GMs能够在肝动脉中良好滞留，并对肝癌的进展具有显著的抑制作用，显示出其作为肝癌治疗的新型放射栓塞剂的潜力。

5、该微球具有可降解性、良好的生物相容性和可视化特性，为个性化治疗提供了新的可能性。

放射性标记微球（¹³¹I-GMs）的制备方法主要包括以下几个步骤：

1、微流控技术制备油包水（W/O）乳液模板：通过微流控设备，将内流体（包含去离子水、光引发剂和明胶）与外流体（大豆油和表面活性剂）混合，形成单分散的乳液模板。内流体的流速范围通常在50到300 μL/h，外流体的流速范围在1到6 mL/h，通过调节流速可以精确控制乳液模板的尺寸。

2、紫外线聚合：将收集到的乳液模板在紫外光照射下进行聚合，形成交联的明胶微球（GMs）。

3、干燥处理：制备完成的微球可以通过空气干燥或冷冻干燥进行干燥，以便于保存和后续使用。干燥后的微球在生理盐水中能够迅速恢复到其原始形状和尺寸。

4、放射性标记：使用氯胺-T方法将¹³¹I化学结合到微球上。具体步骤为将膨胀的微球与¹³¹I-NaI溶液和氯胺-T溶液混合，搅拌并在室温下孵育，随后用PBS洗涤以去除未反应的¹³¹I。

5、稳定性测试：制备的¹³¹I-GMs在体外进行放射性稳定性测试，以确保其在生理环境中的有效性。

通过这些步骤，制备出的¹³¹I-GMs具有均匀且可控的尺寸、良好的生物相容性和放射性稳定性，适合用于肝癌的放射栓塞治疗。

使用¹³¹I标记的甲基丙烯酸明胶微球（¹³¹I-GMs）进行经导管动脉放射栓塞治疗（TARE）具有以下主要优势：

1、可控尺寸和均匀性：通过微流控技术制备的¹³¹I-GMs具有均匀且可控的尺寸，这有助于实现个性化治疗，减少非靶向栓塞的风险。

2、生物相容性和可降解性：¹³¹I-GMs由明胶衍生物制成，具有良好的生物相容性和可降解性，能够在体内安全降解，减少对患者的潜在毒性。

3、优异的弹性：微球的弹性使其在通过导管注射时更加顺畅，避免在导管内的聚集，确保有效输送。

4、放射稳定性：¹³¹I-GMs在体外表现出良好的放射稳定性，能够在治疗过程中保持有效的放射性。

5、便于体内监测：¹³¹I不仅可以用于放射治疗，还能通过其发射的γ射线进行体内成像，便于监测微球在体内的分布和治疗效果。

6、显著的抗肿瘤效果：动物实验表明，¹³¹I-GMs能够有效抑制肝癌的进展，显示出良好的治疗潜力。

综上所述，¹³¹I-GMs作为一种新型放射栓塞剂，具备了多项优势，能够显著提高对肝癌的治疗效果。

图1.制备¹³¹I标记的GelMA微球（¹³¹I-GMs）的示意图。a）用于制备W/O单乳液模板的微流体装置。b）GelMA微球（GMs）和¹³¹I-GMs的制备。

图2.当内部流体的流速为100μL h^-1时，外部流体的流量对GelMA乳液和微球的a）直径和b）CV值的影响。当外部流体的流速为3 mL h^-¹时，内部流体的流速对GelMA乳液和微球的c）直径和d）CV值的影响。当内部流体和外部流体的流速分别为100μL h^-¹和5 mL h^-1时，GelMA浓度对GelMA乳液和微球的e）直径和f）CV值的影响。当GelMA浓度为0.10 g mL^-¹，内部流体和外部流体的流速分别为100μL h^-¹和5 mL h^-1时，g）GelMA乳液和h）微球的光学图像。比例尺=100μm。

图3.a）GMs的形态表征：a1,2）干燥GMs的光学图像，a3,4）干燥GMs的扫描电镜（SEM）图像，a5,6）空气干燥后再溶胀的GMs（GMs-A）和冷冻干燥后再溶胀的GMs（GMs-F）的光学图像。b）空气干燥和冷冻干燥后PBS中GMs的溶胀恢复率D_t/D_i随时间的变化。c）在FBS中孵育0、20、40和80天的GMs-A和d）GMs-F的光学图像；比例尺=50μm。