科學家開發新型生物黏著劑,更有效治療脆弱器官癌症

作者 | 發布日期 2018 年 09 月 23 日 12:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

腦,肝、各種腺體的癌症治療一直是個棘手的問題,因為這些都是易變形、易移位的脆弱器官,很可能在手術過程中傷害到周圍正常組織。但是最近,日本早稻田大學、國防醫學院和日本科學技術局的科學家們開發出一種新的生物黏著劑(bioadhesive)及無線驅動的發光裝置,能夠更有效治療發生在脆弱器官的癌症。



傳統光動力療法( photodynamic therapy )透過使用光敏劑(photosensitizing agents)誘導癌細胞死亡。其方式是將光敏劑固定於腫瘤中,並且暴露於特定波長的光而活化光敏劑,進而激發光化學反應,產生活性氧類(ROS)引起細胞毒殺作用。

近年來,低劑量和長期的節拍式光動力療法(metronomic photodynamic therapy,mPDT)在針對內臟器官的癌症治療上很被看好,其概念為光敏劑和光線均以低速率傳送一段時間,來選擇性殺傷腫瘤細胞。然而,mPDT 的問題在於光強度極低(傳統光動力療法的 1/1000),只要光源稍微偏離腫瘤,就無法達到對抗腫瘤的效果。

(Source:日本早稻田大學

「為了解決這個問題,我們開發一種無線驅動的光電設備,可以將自身穩定地固定在動物組織內表面上,就像帶有生物黏著劑和彈性奈米薄片的貼紙一樣,可以連續且局部地向腫瘤輸送光線。」早稻田大學生物醫學工程的副教授 Toshinori Fujie 說。

其中,生物黏著劑是以天然聚合物為材料所製成的黏著劑,而奈米薄片是利用貽貝(mussel)的黏著蛋白激發聚合物──聚多巴胺(polydopamine)修飾而成,因此可以將該光電設備安置在潮濕的動物組織上超過 2 週,無需使用手術縫合或醫用膠水。該設備中的發光二極管芯片則由近場通訊技術無線供電。

為了測試其效用,研究人員在植入該裝置的荷瘤(tumor-bearing)小鼠(註)體內注射光敏劑(像是光敏素),並暴露於紅光和綠光,其強度比傳統 PDT 方法低約 1,000 倍,連續暴露 10 天。實驗結果顯示,整體的腫瘤生長明顯減少,特別是在綠光下,有一些小鼠的腫瘤甚至被完全根除。

Fujie 副教授指出,「這種裝置可能有助於治療難以檢測的微腫瘤、難以用標準光療法接觸的深部病變,也不必擔心因過熱而損害其餘健康組織。此外,因為該裝置不需要手術縫合,適用於治療發生在主要神經和重要血管附近的癌症,以及脆弱、易變形或易移位的器官,如腦,肝和胰腺。」

如果應用在臨床,該裝置可能對尋求微創治療(minimally invasive treatment)的癌症患者有益,幫助他們延長壽命並改善他們的生活品質。

註:「荷瘤小鼠」指體內患有腫瘤的小鼠。

(首圖來源:shutterstock)