辛辛那提大学和约翰霍普金斯医学院的研究人员开发出一种潜在的脑癌治疗方法,该方法使用嵌入药物组合的纳米纤维来靶向肿瘤。
研究表明,这些药物联合使用比单独给药更有效,能够同时提供即时和持久剂量来杀死癌细胞。
主要作者、辛辛那提大学工程与应用科学学院助理教授Daewoo Han和UC杰出研究教授Andrew Steckl将药物嵌入电纺纤维膜中,创建了纳米纤维药物递送系统。Steckl在辛辛那提大学的NanoLab是该技术的领先开发者,该技术利用电场创建多层纤维网用于药物递送等多种用途。
"这种组合非常强大,"Steckl说。
胶质母细胞瘤是成人中最常见且最具侵袭性的脑癌形式。辛辛那提大学和约翰霍普金斯大学的研究人员发现,用于治疗胶质母细胞瘤的三种联邦批准药物(替莫唑胺、吖啶黄和PT2385)联合使用比单独使用效果更好,这是一种称为协同作用的药理学现象。
"当你将它们组合在一起时,可能发生三种情况。组合效果是负面的;效果是相加的,就像一加一等于二;或者它是协同的,就像一加一等于三。"
Andrew Steckl,辛辛那提大学杰出研究教授
该研究发表在《ACS生物材料科学与工程》杂志上。研究获得了美国国立卫生研究院的资助。
Steckl表示,胶质母细胞瘤极难治疗,因为其异质性细胞允许发生帮助癌症逃避治疗的突变。
"它很难控制,"Steckl说。"它从窗户进来,当你关上窗户时,它从门进来。当你关上门时,它又从烟囱进来。"
胶质母细胞瘤还具有高复发率。而且血脑屏障限制了其他传统化疗药物的有效性。
"我们的NanoMesh系统旨在通过在手术后直接在肿瘤部位实现多种协同药物的局部长期递送来解决这些问题,"辛辛那提大学的Han说。
辛辛那提大学研究人员与约翰霍普金斯医学院的一个团队合作,包括神经外科教授Betty Tyler和博士后研究员Hasan Slika。Tyler表示,研究人员正试图用多种疗法组合来攻克这种疾病。
"不幸的是,癌症知道如何转变以逃避治疗,"她说。"所以我们正从多维度方法进行治疗。"
Tyler曾帮助开发其他现已普遍用于治疗癌症的尖端疗法。
"当前疗法已提高了患者生存率,给了他们更多生日,"她说。"但我们仍在努力改进治疗方案。"
在动物试验中,所有未经治疗的胶质母细胞瘤小鼠在19天内死亡。但大多数接受三层纳米纤维网治疗的小鼠存活时间是原来的两倍以上。其中40%存活超过实验120天的终点,形成了持续80多天的平稳期。
Han表示,使用电纺纤维网,医生可以精确控制剂量、释放和植入几何形状,这些都有助于提高其有效性。Han说,正如血脑屏障保护大脑免受毒素侵害一样,该屏障也能保护身体免受应用于大脑的药物的毒性副作用。
Han表示,辛辛那提大学研究人员目前正在使用先进的纳米纤维结构优化药物的长期释放。而且该递送系统在其他难治疾病的应用中具有广泛的潜力。
Han说:"接下来的事情将非常令人兴奋。我们的最终目标是向前推进一个临床可转化的系统,改善难治性癌症(包括胶质母细胞瘤)患者的生存率和生活质量。"
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