具有活性氧清除能力的3D打印支架促进临界尺寸骨缺损再生

《Biomaterials Advances》：3D-printed scaffolds with ROS-clearing capacity for critical-sized bone defect regeneration

本文开发了一种TPGS/Na2CO3温敏水凝胶载药系统，通过共装载多柔比星纳米粒（DOX NP）和CpG佐剂纳米粒（CpG NP），实现头颈鳞癌（HNSCC）的局部化疗-免疫协同治疗。该水凝胶具有温度触发凝胶化、剪切稀化可注射性及大孔结构特性，能促进免疫细胞浸润并诱导免疫原性细胞死亡（ICD），显著抑制肿瘤生长并激活局部及系统性抗肿瘤免疫应答。

　　

亮点

材料

所有化学品均为分析纯级别。CpG（序列：5′-TCGTCGTTTTGGGCGGCGCGG-3′）由上海生工生物工程有限公司提供，HCl购自阿拉丁有限公司。其他试剂包括碳酸钠（Na₂CO₃）、D-α-生育酚聚乙二醇琥珀酸酯（TPGS）、聚乙烯亚胺（PEI，分子量1800）、盐酸多柔比星、柠康酸酐、N,N-二甲基甲酰胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺和京尼平均采购自麦克林有限公司。SCC-7小鼠鳞状细胞癌细胞由上海赛维尔生物技术有限公司提供。

温敏水凝胶的理性设计与表征

通过混合15% (w/v) TPGS溶液与碳酸钠（Na₂CO₃）溶液（体积比1:1）开发了热响应可注射水凝胶（图1A）。倒置小瓶实验表明，碳酸钠浓度可调节凝胶动力学——9% (w/v) Na₂CO₃/15% (w/v) TPGS配方在37°C下呈现最佳凝胶时间（58秒）且具有可逆热响应性（图1B-C）。碳酸钠浓度低于9%时凝胶时间延长（>120秒），而10%配方则出现宏观相分离。流变学分析证实该水凝胶具备典型的剪切稀化行为（图1D），适合通过标准皮下注射针头给药。扫描电镜显示其具有相互连通的大孔结构（孔径范围5–20μm），有利于免疫细胞迁移和药物释放（图1E）。此外，水凝胶在磷酸盐缓冲液（PBS）中能保持结构完整性达7天以上，展现了良好的稳定性。

结论

本研究开发了一种响应肿瘤微环境（TME）的水凝胶平台，用于头颈鳞癌（HNSCC）的协同化疗-免疫治疗。该多功能温敏水凝胶通过化疗与免疫刺激的协同作用，展现了激活系统性免疫的潜力。研究还发现免疫相关基因表达发生显著改变，为理解其分子机制提供了线索。