磁场控制微囊智能传输器件的研究

安全、有效、功能化的载体传输载体系统由于可用于药物传输、疾病诊断、组织工程等生物医学的各个领域而备受关注。目前各种先进医学器件平台的研究热点主要集中在功能化、智能型，即利用构建的载体器件平台在精细控制条件下为病人提供多种模式（超声、磁共振、核素等）的联合医学成像，提高对疾病的判断准确率，同时通过在该载体平台上装载治疗药物，还可在诊断的同时进行药物治疗，从而提高对包括肿瘤在内的重大疾病的实时、有效、准确诊断和药物治疗。本项目拟利用微米和纳米技术手段，构建装载超顺磁性Fe3O4纳米颗粒和治疗药物的微囊载体器件，利用膜壳中纳米颗粒对外部可控交变磁场的特异性响应，研究其外磁场控制条件下形成可实时超声显影成像用的气泡微反应器并进行治疗药物传输的过程和机理，为在一个载体材料上实现生物医学诊断和治疗双重功能提供新型传输微器件和平台，并为实现低成本、安全、无损的生物医学诊治技术做出贡献。

设计和构建智能输运系统对疾病的高灵敏、特异性好，可缩短诊断与治疗时间，并能实时动态疗效监测及预后评估的理论方法与关键技术，能够为重大疾病（包括肿瘤、心血管、炎症等）的个体化诊疗提供新工具和新方法。在此指导思想下，项目“磁场控制微囊智能传输器件的研究”通过三年的实践，在项目组各成员的共同努力下，课题进展顺利，完成计划任务内容，部分指标超额完成。取得了以下成果:.（1）首先制备和构建了结合磁性纳米颗粒、针对肿瘤新生血管靶点的分子探针和药物分子等功能组分的微囊和微气泡结构；其次设计了磁场、超声场等外界条件控制以及体内氧化应激条件对微囊和微气泡结构的调控，实现了智能响应的超声-磁共振多模态诊断与治疗功能评估；最后基于超声和磁共振双模式磁性微气泡造影剂，对多模式联合成像及图像融合分析技术进行了初步研究工作。.（2）基于上述研究内容，通过三年的努力，共发表标注基金项目号的论文13篇，其中EI论文1篇，SCI论文8篇，其中IF＞5以上论文4篇，包括Adv. Mater, Small, Theranostics等期刊；申请专利3项，获得授权2项。其中，2012年应Theranostics杂志（IF: 7.806）邀请，发表综述文章“Applications of Magnetic Microbubbles for Theranostics”，论文发表至今已被他人引用15次，同期Editoral 文章评价该结构将来可能携载更多的其他成分，在外场控制下实现高效输运到体内特定部位并响应超声场或磁场释放药物等成分。体内智能响应活性氧从而用于炎症超声-磁共振双模式显影的研究成果发表到2012年的Advanced Materials( IF: 14.826)杂志上，J Mater. Chem. (IF: 6.101)杂志上的一篇文章引用我们的结果，评价我们设计的在体炎症超声、磁共振双模态材料结构非常巧妙，对体内ROS的检测提供了一种新的思想和方法。.（3）除发表研究论文外，项目执行期间，邀请国内外专家来实验室访问交流，项目组各成员也积极参加国内外合作与交流会议10余次，其中国际会议邀请报告2次。.（4）在该项目研究基础上出现了新的生长点，项目负责人杨芳作为项目骨干参与973项目一项(2013-2017)。项目负责人获得了2011年全国百篇优秀博士学位论文。培养博士生2名，硕士生7名。