载药微球是一种可包载化疗药物的新型栓塞材料，载药微球可经导管注入靶血管并堵塞血管，在血管中进行缓慢、持续的药物释放。这有利于延长药物的作用时间，还可以降低副作用。目前，载药微球的化疗栓塞技术已广泛应用于国内外的临床治疗，其中，使用较为普遍的是DC Bead微球。这种微球表面可以吸附正电荷的化疗药物如阿霉素（DOX），但是在使用过程中需先将其分散于造影剂中，再经导管注入靶血管中进行血管栓塞和局部给药。DC Bead微球本身不具备显影性，需借助造影剂进行位置判断。

近日，清华大学教授、中科院理化所双聘研究员刘静课题组在国际知名期刊Advanced Functional Materials（IF=19.9）上在线发表了题为“Liquid metal-enabled microspheres with high drug loading and multimodal imaging for artery embolization”的研究成果。研究报道了一种负载液态金属的载药微球（SA/LM/DOX），该微球可采用注射的方式对兔耳血管进行栓塞（图1）。这种微球不仅载药量得到了提高，而且由于引入液态金属颗粒，可在多种影像设备（如：X光、CT、超声、核磁等）下进行多模态成像。该微球本身所具备的显影性使其可在使用过程中精准定位。清华大学博士生朱锡宇和清华大学博士后段明辉为本文共同第一作者。清华大学生物医学工程系刘静教授及中科院理化所博士后范琳琳为本文的共同通讯。此文章被选为AFM期刊正封面故事。

图1. 微球制备过程示意图。

本文中将烷基化的LM颗粒和药物DOX吸附于磺化的琼脂糖微球（SA）上，制备了负载液态金属的载药微球（SA/LM/DOX）（图2）。该微球的载药量高，可以缓慢释放药物，由于LM的光热转换能力，微球可以在近红外激光照射下升高温度并快速释放药物（图3）。由于微球负载了LM颗粒，因此该微球自身具有显影性（图4）。经体外细胞实验和体内动物实验验证，该微球具有良好的生物形容性和生物安全性（图5）。对于兔耳血管的栓塞实验，该微球使用操作过程简便，可采用注射器进行微球注入并堵塞血管。栓塞后，该微球可以有效的堵塞血管，未发生滑动或再通（图6）。而且，该微球可以不依附造影剂即可在超声、CT、磁共振等影像设备下清晰成像（图6）。

图2. 微球形貌：A. 扫描电镜图，B. 显微镜图片，C-D. 元素分布图。

图3. 微球的载药与药物释放：A. Zeta电位，B. 载药，C. 药物释放，D-E. 微球在激光下温度变化，F. 激光下药物释放。

图4. 微球的显影性：A和C. CT下微球显影，B和D. 灰度值。

图5. 微球的生物相容性：A. 细胞毒性，B. 浸提液离子浓度，C. 激光共聚焦显微镜，D. 流式细胞筛选，E. 凝血实验，F. 溶血实验，G-J. 血常规，K. 肝毒性，L. 肾毒性。

图6. 血管栓塞与多模态成像：A. 栓塞示意图，B. 红外热成像图片，C. 超声成像，D. CT成像，E. 磁共振成像，F. 栓塞过程，G. 兔耳切片，H. 心肝脾肺肾切片。

总之，负载液态金属的载药微球作为一种多功能的血管栓塞材料成功用于堵塞血管和多模态成像。

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原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202209413

来源：高分子科学前沿

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