中科院等成功制備黑磷可控降解光熱轉換材料 可用於腫瘤治療
從中科院官網獲悉，近日，中國科學院深圳先進技術研究院研究員喻學鋒與深圳大學教授張晗、香港城市大學教授朱劍豪等合作，成功制備出基於黑磷的生物可降解光熱轉換材料，用於實現高效安全的腫瘤光熱治療。
納米光熱治療技術具有適用範圍廣、非侵入、選擇性強、過程簡便、正常組織損傷小等優點，在腫瘤治療、藥物控釋、光控植入材料等領域展現出巨大的應用價值。然而，目前常用的無機納米光熱轉換材料在體內往往無法降解，而是以納米粒子形態在器官中長期存留，或者材料的降解產物中包含有毒的物質，這些都會引發機體潛在的毒性反應，這導致它們很難獲得國際醫療審核機構(如FDA)的批準，步入實際臨床應用。研發性能優越並且生物可降解的納米材料，是將納米技術推向實際臨床應用的關鍵和難點。
黑磷是近年來廣受關註的一種具有二維層狀結構的直接帶隙半導體材料，展現出出色的電學和光學特性。喻學鋒團隊在之前的研究中發現，尺寸僅為幾個納米的黑磷量子點具有很高的近紅外光熱轉換能力(Angew.Chem.Int. Ed. 2015, 54,11526)。並且，黑磷在生理環境下會氧化進而降解成磷酸根離子和亞磷酸根離子等安全的小分子產物(Angew.Chem. Int.Ed. 2016, 55,5003)。然而，近期研究發現，裸露的黑磷在生理環境下降解過快，會導致其光學性能在體內循環的過程中下降，從而影響其光熱治療的效果。
針對這一問題，研究團隊采用了乳化溶劑揮發法，制備了一種高分子聚合物(PLGA)包裹黑磷量子點(BPQDs)的核殼結構納米球(BPQDs/PLGA)。PLGA作為一種可降解的疏水性生物醫用高分子，所形成的聚合物殼層能將內部的黑磷量子點與生理環境隔絕開，保證了黑磷量子點在治療過程中的性能穩定。光熱治療結束後，黑磷量子點又會隨著PLGA殼層的逐步降解得到緩慢釋放和降解，進而安全地代謝出體外。細胞及動物實驗都表明，BPQDs/PLGA具有很好的生物安全性和腫瘤被動靶向性，並展現出很高的光熱治療效率，實施五分鐘的近紅外光照，即可有效地殺滅腫瘤。這種新型生物可降解光熱轉換材料的成功研發，無疑可推動光熱治療技術的實際臨床應用，並為今後納米材料的生物醫學應用提供指導和借鑒。研究團隊已申請了相關發明專利，正積極推動申報相關臨床應用許可，爭取早日將其用於臨床。
3D打印可降解植入物 骨折治療技術新突破
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GS(14)@2016-09-02 05:20:32【明報專訊】3D打印技術近幾年大行其道，其中一大發展，就是應用於骨科治療，為患處「度身訂造」。生產力促進局近期亦研究出一套「3D骨科填料打印系統」，配合兩種可以被人體吸收的材料，可以因應患處，而靈活調配植入物的密度。這套系統已取得專利，並計劃在稍後時間進行臨牀測試。
明報記者 薛偉傑 攝影 劉焌陶
生產力促進局汽車及電子部醫療、光學及精密工程組首席顧問蘇文傑、顧問方文傑表示，因交通意外、從高處墮下、運動時的碰撞，甚至長者跌倒，通常這類病人的骨折處並沒有完全斷開，但因為有多塊碎骨已分離，所以骨折處會明顯「崩了一塊」（出現缺口）。
取代不鏽鋼和鈦金屬
以往治療這類「粉碎性骨折」意外，都是靠做手術先清走碎骨，然後在骨折處植入不銹鋼或鈦金屬，以填補缺口。近年，醫生都已經透過電腦掃描或X光來取得缺口處的立體圖像，以及利用3D打印機來打印金屬植入物。所以，這些金屬植入物的形狀已相當準確。然而，這做法的缺點是，不鏽鋼或鈦金屬乃外來物，不能降解或者被人體吸收。
而該局由2013年開始研究的「3D骨科填料打印系統」，則是混合「羥磷灰石」（Hydroxyaptite, HA）和「聚己內酯」（Polycaprolactone, PCL）兩種物料來製造植入物。這兩種物料已經獲證實，除了對人體生物兼容之外，還會慢慢地被人體吸收和排出。而骨折處新長出來的自生骨細胞，則會依附在這兩種物料製成的植入物之上，並逐漸取而代之。
模擬各骨骼密度 適用不同位置
可是，以往市場上的3D打印機絕大多數都是使用塑膠物料的，有些則使用樹脂、金屬等，並沒有使用HA和PCL作為物料的。因此，該局只好趁着「熱融擠壓成形」（Fused Deposition Modeling, FDM）3D打印技術的專利在幾年前到期，而自行研發及組裝一部使用HA和PCL作為物料的3D打印機。由於人體不同部位的骨骼密度都不大相同（例如，腿骨的密度就較手臂骨為高），所以這部3D打印機還必須能夠隨意調校HA和PCL的混合比例，以打印出不同密度的植入物，適用於不同的骨折位置。
已獲內地專利 擬臨牀測試
蘇文傑透露，該局以「採用HA及PCL兩種物料，即時調配比例，透過3D打印技術，來製造骨科植入物」，為「3D骨科填料打印系統」向內地申請專利，已於今年較早時候獲有關部門批出專利。該局還計劃，將來向美國、歐盟和日本等其他主要市場申請，將現有專利延伸到當地。
雖然整個研發計劃至今用了大約20萬元，但以那部原形3D打印機的零件成本來說，其實只需要2萬至3萬元。蘇文傑說，「這可說是一部高增值的醫療器械，其應用亦不需要太高技能，維修成本亦很低。」
由於一部3D打印機可以使用多年，故製作每件植入物的成本相當有限，相對於植入手術的費用，可說是微不足道。蘇文傑表示，希望在稍後時間開始臨牀測試，現正和本地兩間大學的醫學院以及一些獸醫聯絡。他估計，只需6至9個月，就可以完成動物的臨牀測試；而人體的臨牀測試則需要2至3年。兩種臨牀測試可以同時進行，亦可以分先後進行。他解釋，人體的臨牀測試需要較長時間，是因為在植入手術之後，還需要監察好一段時間。
合作港商可申請「投資研發回贈」
生產力促進局現時希望，申請「創新及科技基金」的資助，以及邀請有興趣的廠商參與投資，繼續發展這個項目。而項目的技術成果，則會授權給有關廠商使用，讓它們完成商品化。由於港商投資在這類由半官方機構進行的研發計劃，可以申請「投資研發現金回贈計劃」的資助，獲政府回贈四成的研發經費，故實際投資的金額不用太大。
蘇文傑表示，已生產過醫療器械的廠商，將會獲優先考慮。因為這類廠商在醫療器械的申請認證、品質控制和銷售網絡方面，已經有經驗，相對駕輕就熟。不過，該局亦會考慮和其他行業的廠商合作，例如傳統的五金廠和塑膠廠等。至於是與一家公司合作，還是與多家公司合作，該局亦抱開放態度。一般來說，該局希望將項目成果授權給超過一間公司使用，讓多些公司受惠。不過，以往亦曾經有個別項目的成果，只授權給一間公司使用。
[生意眼 企業管理]
來源:
http://www.mpfinance.com/fin/dai ... 6677&issue=20160902