然而,傳統BCG療法存在一個顯著缺陷:灌注的BCG會隨著患者排尿在短時間內(約2小時)被迅速清除,無法在膀胱內維持足夠長的作用時間,從而嚴重限制了其免疫激活效果和最終療效。現有的延長滯留策略,如粘附性水凝膠或外部磁場引導系統,又分別存在干擾膀胱正常功能或設備復雜、難以普及的局限性。

?針對這一臨床挑戰,中山大學研究團隊近期開發了一種創新性的藥物遞送平臺——基于浮動空氣微氣泡的BCG遞送系統(BCG-MBs)。該系統成功地將BCG封裝于內部充滿空氣的微氣泡中,利用其遠低于尿液的密度(平均密度僅509.82 kg/m³),使其能穩定漂浮于尿液之上,即使排尿也能大量滯留于膀胱內,從而實現BCG的長期緩慢釋放。

研究團隊通過乳化、交聯與冷凍干燥技術制備了這種三層結構(空氣核心、中間溶液層和外層殼)的微球,并使用澤攸科技ZEM系列臺式掃描電鏡對其進行了關鍵的表征。掃描電鏡圖像清晰展示了微氣泡的規則球形結構以及BCG在表面的分布狀態,證實了制備的成功。


在生物學驗證中,該系統展現出巨大優勢。體外實驗證明,BCG-MBs在尿液中能保持超過50%的漂浮率長達24小時,并持續釋放活性BCG。在原位膀胱癌大鼠模型中,與傳統BCG灌注組相比,單次BCG-MBs治療即可實現顯著且持久的抗腫瘤效果:完全抑制腫瘤生長、維持動物體重、并實現100%的生存率。其作用機制在于能持續激活更強的Th1型免疫反應,關鍵細胞因子如IL-2水平顯著升高。
該研究的成功得益于其巧妙的物理設計理念,無需復雜外部設備,也避免了對膀胱功能的干擾,為解決BCG滯留問題提供了全新、簡單且高效的方案。更重要的是,該微氣泡平臺具有高度的可擴展性,未來不僅能裝載不同藥物(如化療藥、核酸藥物),還有望應用于其他管腔器官疾病的治療,展現出廣闊的臨床轉化前景。
相關成果以“Prolonged Release of Bacillus Calmette–Guérin by Floating Microbubbles to Enhance Intravesical Immunotherapy for Bladder Cancer”為題發表于國際知名期刊《ACS Nano》。關于本研究所用設備:
澤攸科技ZEM系列臺式掃描電鏡具備高集成度、快速抽真空、高成像速度等特點,對安裝環境要求低,操作簡便,是進行材料形貌觀測與成分分析的得力工具,現已廣泛應用于眾多高校、研究所及企業。

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