新型可注射水凝胶药物及成像探头递送

在水凝胶中加入成像探头也可以使医生更好地可视化和监测肿瘤进展，这将改善诊断和治疗方案。

“我们表明了水凝胶可以用于抗癌药物递送，作为一种治疗干预以及诊断策略，”作者这样开始道。

由于大多数化疗药物的治疗窗口都很狭窄，因而定量给药是当今癌症治疗中的一项主要障碍。由于肿瘤来源于宿主，因此瞄准癌细胞的药物往往也会对健康组织具有很高毒性。这些药物是在实际疗效与全身毒性之间的狭缝中行走。通过实现治疗药剂随时间可控地释放, 这种水凝胶有可能让医生能用适当剂量的药物命中肿瘤，同时 避免伤害患者的健康组织。

水凝胶是目前的一种极受欢迎的药物递送方法。然而，毒性问题是使用合成水凝胶中遇到的主要困难的根源，而通过天然化合物通常难以实现类似功效。此外，当高度浓缩时，胶原质在室温下非常粘稠，这使得基于胶原质的水凝胶的制备与递送变得十分困难。(2,3)

为了克服这些障碍，作者制备了一种在室温下具有较低粘度的改性胶原质溶液，但一旦升高至体温时，就会进入非流动凝胶状态。这使水凝胶能在可注射制剂中使用，同时避免可系统性地分布。重要的是，当升高到体温以上时，这种水凝胶又能恢复流体成分。

韩国水原成均馆大学的Sun-Hee Cho博士及其同事发表了题为“光热调制的药物递送和基于胶原质/聚谷氨酸（γ-谷氨酸）水凝胶的磁弛豫”的论文，这篇论文发表在2017年3月份的《国际纳米医学杂志》上。

作者采用聚γ-谷氨酸（γ-PGA），一种多阴离子聚合物电解质，对胶原质水凝胶进行改性。γ-PGA的使用让研究者能将抗癌药物（阿霉素）、磁性纳米粒子和磁共振成像探头结合到水凝胶中。

作者还能在水凝胶中加载吲哚菁绿（ICG），一种近红外（NIR）荧光团。利用NIR光提高体内水凝胶的局部温度，从而引发随后的药物和成像探头的释放。

为进行这项令人兴奋的研究，作者使用了Bruker Avance DMS600核磁共振（NMR）波谱仪。NMR技术让研究人员能在体内外测定水凝胶的光热性能。结果表明，当水凝胶被NIR光命中时，NMR信号变得更亮，这表明分子间距增加。因此，作者推断水凝胶已进入流体状态。

“本研究开发的可注射和光响应胶原质/γ-PGA水凝胶可用于药物递送、组织工程和基于细胞的癌症治疗，”作者总结道。这种水凝胶可以提高医生治疗和监测癌症等疾病的能力，但需要进行进一步的研究以确定水凝胶的安全性和有效性。NMR技术将是今后该领域研究的关键所在！

参考文献：

1. Cho SH、Kim A、Shin W等；“基于胶原质/聚（γ-谷氨酸）的水凝胶的光热调制药物递送和磁弛豫”；Int J Nanomedicine；2017；12:2607-2620。
2. Calo E、Khutoryanskiy VV；“水凝胶的生物医学应用：专利和商业产品综述”；EurPolym J； 2015；65:252–267。
3. rinkman WT、Nagapudi K、Thomas BS、Chaikof EL；“Ⅰ型胶原质凝胶在平滑肌细胞中的光交联：力学性能、细胞活力和功能”；Biomacromolecules；2003；4:890-895