Yıldız Technical University、马尔马拉大学和伊斯坦布尔大学-哲拉赫帕夏的研究人员开发了一种基于微针的治疗贴片。该贴片使用3D生物打印机制造,旨在在同一平台上结合化疗和光热疗法,用于治疗黑色素瘤这一最具侵袭性的皮肤癌类型之一。
这项工作是在健康生物技术卓越、应用与联合研究中心(SABİOTEK)开展的。该中心于2022年由上述三所大学共同参与成立,并得到土耳其科学与技术研究委员会(TÜBİTAK)和土耳其卫生研究院(TÜSEB)的支持。项目由Yıldız Technical University生物工程教授、SABİOTEK主任Cem Bülent Üstündağ领导。
贴片如何工作?
由水凝胶制成的微针在其结构内部携带两种功能性物质。其中,治疗上作为化学药物使用的5-氟尿嘧啶(5-FU)被置于针尖,旨在将其直接输送到目标区域并控制其释放。系统底座则含有石墨烯量子点,其尺寸约为5至10纳米。
当光照射石墨烯量子点时,光能会转化为热能。该系统旨在将局部温度提高到约42摄氏度,这可能会干扰癌细胞中的细胞过程,并激活程序性细胞死亡机制。热量还可能有助于控制化学药物从微针中的释放。
实际会带来哪些变化?
其核心理念是将治疗集中于肿瘤部位,而不是完全依赖药物通过血液循环到达肿瘤。研究团队认为,减少到达身体其他部位的药物剂量,可能会限制与化疗相关的全身性副作用;但这一益处仍是假设,需要在后续阶段得到证实,并不代表已得到临床证实的结果。
研究人员使用以海藻酸钠和明胶为基础的生物材料制造微针。他们还将土耳其生产的明胶与一种国际商业产品进行了比较,并表示结果显示两者具有相似特性,随后继续使用本地明胶开展研究。
下一阶段:临床前研究
针对癌细胞的实验室测试已经完成,但临床前阶段所需的动物实验尚未开始。如果动物实验成功,便可以进入临床研究;研究团队称,这些阶段耗时长且成本高。因此,目前的结果并不意味着患者已经可以获得该治疗,也不表示该贴片已准备好用于医疗。
研究团队以通过协同化疗和光热疗法治疗黑色素瘤的3D打印微针贴片(3D-Printed Microneedle Patch for the Treatment of Melanoma via Synergistic Chemotherapy and Photothermal Therapy)为题介绍了这项技术,并表示该技术在一项国际竞赛中获得了金牌和WIIPA特别奖。他们还提交了两项专利申请:一项针对微针系统,另一项针对测试平台,用于测量微针穿透皮肤的能力、应用过程中产生的力,以及其到达目标皮肤层的情况。
研究人员提出,未来可以将该贴片用作肿瘤手术切除后的辅助局部治疗,以处理该区域残留的癌细胞。不过,这一拟议用途同样需要通过临床前和临床研究来证明其有效性和安全性。