微电极在缺氧肿瘤治疗方面的应用

Perfluorocarbon regulates the intratumoural environment to enhance hypoxia-based agent efficacy

应用了Unisense氧气微电极穿刺老鼠肿瘤组织内1mm深处的氧气浓度。同时结合氧微电极测试了老鼠体内注射PNPs(全氟碳纳米颗粒)后并应用激光照射后测试老鼠肿瘤组织内的氧气浓度。

方案详情：

   大多数肿瘤在生长过程中会出现不同程度的乏氧，而乏氧是导致肿瘤转移和耐受的重要原因之一。因此在肿瘤治疗中清除乏氧肿瘤细胞对预防肿瘤复发和转移尤为重要。乏氧依赖性药物则是在乏氧条件下起效的一类物质，主要包括乏氧性细菌、乏氧性前药（如：沙门氏菌、替拉扎明）等。这些物质可与其他抗肿瘤手段联合，清除乏氧肿瘤细胞，防止肿瘤复发和转移。然而临床上联合乏氧依赖性药物对肿瘤的疗效并不理想，这主要是由于肿瘤的乏氧部位渗透性差，药物浓度过低所导致的。尽管已经有一些手段可增加乏氧药物的渗透性，然而渗透性增加必然伴随着氧气浓度增加，反而降低了乏氧药物的疗效。研究人员报道了一种全氟碳纳米颗粒(PNPs)可以用来创建一个持久穿透性和低氧肿瘤微环境，探索这种材料全氟化碳在临床肿瘤治疗应用的一个新方向。

           图1、PNP介导的HBA和O2吸收及消耗功能的改善示意图

   临床上联合乏氧依赖性药物对肿瘤的疗效并不理想，这主要是由于肿瘤的乏氧部位渗透性差，药物浓度过低所导致。为了在增加药物渗透的同时，降低氧气的渗透，研究人员发明了一种全氟化碳纳米粒。 该纳米粒可通过光动力效应破坏血管，增加肿瘤部位的药物渗透，同时还作为一种“吸氧海绵”，将渗透进入肿瘤组织的氧气，富集并消耗完毕，为乏氧依赖性药物创造了能够起效的乏氧微环境。本论文研究了发明了一种全氟化碳纳米粒子， 该纳米粒可通过光动力效应破坏血管，增加肿瘤部位的药物渗透，同时还作为一种“吸氧海绵”，将渗透进入肿瘤组织的氧气，富集并消耗完毕，为乏氧依赖性药物创造了能够起效的乏氧微环境。具体方法将全氟化碳纳米粒子PNPs注入到老鼠体内，全氟化碳纳米粒子能够与药物共同作用降低肿瘤中的氧气浓度，创造乏氧环境，全氟化碳纳米粒可显著增加乏氧药物的疗效，实验中使用了unisense氧微电极用于原位的测试老鼠肿瘤组织中的氧气浓度实现了对于老鼠体内的氧气浓度的在线监测，从而提出了基于全氟化碳纳米粒子缺氧剂能够增加乏氧药物的疗效的相关机理，研究采用的全氟化碳纳米粒对机体的组织器官没有毒性，安全可靠，极有可能成为全氟化碳在临床应用的一个新方向。这也看出unisense氧微电极在医学缺氧肿瘤临床应用方面存在着很好的应用前景。