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長春應(yīng)化所陳學(xué)思院士/田華雨研究員 AM：基于分子交換刻蝕法制備的共價有機框架納米顆粒用于聲動力和免疫聯(lián)合治療
2022-09-10  來源：高分子科技

  共價有機框架材料（COF）是新一種新興的高分子材料，具有多孔、比表面積大、修飾策略豐富、可設(shè)計性強等優(yōu)點在納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。但形態(tài)不規(guī)則和水分散性差的問題限制了COF的廣泛應(yīng)用。所以開發(fā)可控、簡便、快速、通用的納米級COF制備方法是推進(jìn)COF在納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵步驟。


  近期，長春應(yīng)化所陳學(xué)思院士/田華雨研究員團(tuán)隊提出了一種新的通用納米級COF制備策略。該策略的核心原理是基于亞胺交換反應(yīng)的分子刻蝕。這種方法只需要稍微擴展常用的COF制備工藝即可快速制備COF納米顆粒，所得納米顆粒大小均勻可調(diào)，并且適用于不同類型的亞胺COF。


  在此基礎(chǔ)上，作者選擇了合適尺寸的卟啉基COF納米顆粒（P-COF NPs）在納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行探索和應(yīng)用。在經(jīng)過Fe3+配位和PLG-g-mPEG修飾之后得到了納米級聲敏劑（PgP@Fe-COF NPs）。得益于COF規(guī)整和堅固的框架結(jié)構(gòu)，卟啉分子實現(xiàn)了規(guī)律性的空間排列和增強的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。所以PgP@Fe-COF NPs作為聲敏劑，將比有機小分子聲敏劑產(chǎn)生更多的活性氧，實現(xiàn)優(yōu)異的的聲動力治療（SDT）效果。此外，PgP@Fe-COF NPs還可以實現(xiàn)基于芬頓反應(yīng)的化學(xué)動力學(xué)治療（CDT）性能和消耗谷胱甘肽（GSH）帶來的增強的腫瘤殺傷能力。作者進(jìn)一步將PgP@Fe-COF NPs與抗PD-L1抗體結(jié)合使用，在4T1小鼠模型中，有效地抑制了腫瘤生長、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)了高效的腫瘤免疫治療。該工作提出了制備COF納米顆粒的新策略，提供了實現(xiàn)增強SDT的新方法，證明了SDT與免疫檢查點阻斷聯(lián)合治療腫瘤治療的可行性（圖1）。該工作以“Etching Bulk COFs into Nanoparticles of Uniform and Controllable Size by the Molecular Exchange Etching Method for Sonodynamic and Immune Combination Antitumor Therapy”為題發(fā)表在《Advanced Materials》上（DOI: 10.1002/adma.202205924）。文章第一作者是長春應(yīng)用化學(xué)研究所博士生王殿巍，田華雨研究員為文章的通訊作者，該研究得到國家自然科學(xué)基金委的支持。


圖1. 分子交換刻蝕法制備共價有機框架納米顆粒用于聲動力和免疫聯(lián)合治療


  該工作是團(tuán)隊在共價有機框架材料在生物醫(yī)用領(lǐng)域進(jìn)行探索研究的最新進(jìn)展。為了解決共價有機框架材料因尺寸大、疏水性強而難以體內(nèi)應(yīng)用的難題，團(tuán)隊相繼提出了通過超聲剝離法、染料輔助分散法、設(shè)計柔性框架、分子交換刻蝕法等實現(xiàn)了共價有機框架材料在光療、聲療、化療、基因治療等方面的應(yīng)用，極大地拓展了新興的共價有機框架材料在納米醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。


  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202205924

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