受拿铁咖啡表面泡沫的启发，爱荷华大学的研究人员开发了一种新的生物相容性材料，这种材料可能会提高化疗和放疗治疗癌症的有效性。这种新材料被称为气体截留材料（Gas-entrapping Materials，GeMs），可以被配制成泡沫、固体或水凝胶，旨在将高浓度的各种治疗性气体直接递送到包括肿瘤在内的组织内。

2023年2月2日，伊利诺伊大学的研究人员在 Advanced Science 期刊发表了题为：Low‐Cost, High‐Pressure‐Synthesized Oxygen‐Entrapping Materials to Improve Treatment of Solid Tumors 的研究论文。

该研究开发了携带氧气的GeMs材料，将高水平的氧气直接递送到肿瘤组织中，从而提高标准化疗和放疗在前列腺癌和肉瘤小鼠模型中的有效性。

在实体瘤中，肿瘤处于一个缺氧环境中，如果增加肿瘤中的氧气水平，可以使肿瘤对放疗、某些化疗药物以及免疫疗法更敏感。但是如何以安全、可控的方式提供有效剂量的氧气仍然存在挑战。

这项新的研究表明，GeMs可以显著提高实体肿瘤内的氧气水平，并使癌细胞更容易受到放疗或化疗的影响。氧气含量的增加似乎也改善了癌细胞对免疫治疗的反应。

这些GeMs非常简单，只有三种成分：气体、发泡剂和增稠剂，研究团队使用几个独特的、定制的加压系统，将高浓度气体纳入小体积的这些生物相容性材料中，制成的GeMs材料可以注射或植入体内组织，并允许长时间、可控地释放其中的气体。

制造GeMs的设备与咖啡师在制作拿铁时用来加奶泡的奶油枪基本一样，但经过逆向工程，可以在材料中纳入包括氧气在内的各种气体。研究团队使用了在许多加工食品中发现的安全、低成本的成分来制造GeMs，通过改变每种成分的数量，可以控制氧气从GeMs中释放出来。由于GeMs是由安全且可食用的成分制造的，这些材料在癌症治疗中的可转化性可能非常高。

GeMs材料的另一个优势是能够直接植入或注射到肿瘤中。肿瘤内给药是一种在过去十年中蓬勃发展的方法，因为它能够在肿瘤内实现低副作用的高浓度给药。特别是，这种GeMs材料可以注射到难以通过手术治疗或切除的肿瘤区域。

研究团队表示，这项研究真正令人兴奋的是，它将癌症生物学与材料科学相结合，创造出了一些真正有影响力的东西。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202205995

转自：“生物世界”微信公众号

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