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Nano Res.[生物]│许海燕课题组:碳纳米管对血浆蛋白的作用及在血液接触医疗仪器方面的应用潜力

本篇文章版权为许海燕课题组所有,未经授权禁止转载。

背景介绍


碳纳米管以其优越的电传导性和机械力学性能吸引了科研界与工业界大量的研发投入。在生物医学领域,碳纳米管的研究已涉及了药物递送系统、肿瘤诊疗方法、医学传感与检测、免疫佐剂、组织工程支架等诸多方面。值得注意的是,碳纳米管的碳单质构成和管状多孔纳米结构也是其极具吸引力的理化特征,与碳材料的血液相容性密切相关,而这些特性及在血液接触环境中,特别是在心血管系统医疗器械方面的应用潜力尚未得到必要的认识与关注。

血液接触医疗器械主要包括血管内支架、人工血管、人工心脏瓣膜、介入导管/气囊、封堵器等,在挽救患者生命方面发挥着极为重要的作用。植入/介入材料通过血浆非特异性吸附而引发凝血和血栓一直是此类医疗器械面临的临床应用问题。碳纳米管具有纳米材料的高比表面积和碳单质的强烈吸附性质,因而对血浆蛋白产生了不同于传统生物材料的吸附作用。


成果简介


本论文在既往文献调研和课题组研究工作的基础上,以碳纳米管对血浆蛋白的作用为出发点,总结了碳纳米管对凝血相关蛋白和补体蛋白的非特异性吸附作用机制与规律,以及所带来的生物效应;在此基础上介绍了碳纳米管在不同应用形式下,在血液接触环境中的应用研究进展。论文尤其强调了以分散个体形式存在的碳纳米管与碳纳米管组成的宏观尺度材料在生物效应上的区别,阐释了碳纳米管无纺膜材料和碳纳米管/高分子复合材料的优异血液相容性与其蛋白吸附特性之间的关系,着重介绍了碳纳米管材料在心血管系统医疗器械和血液净化方面的应用研究进展,此外,介绍了碳纳米管对血浆蛋白中补体蛋白的吸附与活化作用,简要展示了补体活化与肿瘤免疫佐剂的关系,并举例描述了碳纳米管在肿瘤免疫治疗方法中的应用研究。与此同时,本文讨论了碳纳米管在实现其医学应用过程中需要解决的技术难题和安全应用评估问题。

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作者简介


许海燕课题组聚焦材料科学与医学的交叉研究,主要方向包括:(1)基于纳米技术的抗肿瘤治疗方法研究,涉及耐药相关蛋白的拮抗多肽和多肽-药物偶联物的合成与分子机制、天然药物纳米剂型新功效的挖掘与发现、纳米免疫佐剂与抗肿瘤治疗;(2)设计构建血液相容性生物材料用于血液介入性器械制备,构建具有电磁特性的组织再生支架,用于创伤免疫微环境调控与缺损修复、药物体外筛选平台;(3)纳米材料毒理学研究与安全应用评价方法标准化。课题组研究论文发表在包括NanoToday、Biomaterials、Journal of Hematology & Oncology、Small、Advanced Healthcare Materials、ACSAMI、Pharmacological Research、NanoscaleNanotoxicology等纳米材料、血液肿瘤学、药学、毒理学等领域期刊;获得多项发明专利授权。


课题组网页:http://sbm.pumc.edu.cn/article/11530


文章信息


Meng J, Hu X, Wen T, et al. Interactions to plasm protein and application potentials of carbon nanotubes in blood-contacting medical devices. Nano Research, 2023, https://doi.org/10.1007/s12274-023-6170-4.




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