Bioactive Materials
Hydrogel-based tumor embolization and synergistic therapeutic strategies

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本文系统综述了基于水凝胶的肿瘤栓塞技术及其在协同治疗中的应用，强调材料的多功能设计与临床转化潜力，为精准肿瘤治疗提供了新的思路。

 

文献概述

本文《Hydrogel-based tumor embolization and synergistic therapeutic strategies》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了水凝胶材料在肿瘤栓塞中的最新研究进展，特别聚焦其微环境响应性、药物递送能力及与化疗、放疗、热疗等联合治疗策略的协同作用。文章还讨论了水凝胶在临床转化中的挑战及未来发展方向，如智能个性化设计和协同机制探索。

背景知识

肿瘤栓塞治疗作为微创介入治疗的重要手段，通过阻断肿瘤供血动脉，达到抑制肿瘤生长的目的。传统栓塞材料如碘油、玻璃微球等存在稳定性差、栓塞精度低等缺陷。水凝胶因其高含水性、三维网络结构及良好的生物相容性，成为新一代栓塞材料。其可通过物理或化学交联实现可注射性与剪切变稀特性，亦可原位凝胶化，便于控制释放与栓塞稳定性。此外，水凝胶还可作为多功能平台，用于递送小分子药物、基因治疗、免疫治疗等。近年来，水凝胶栓塞研究显著增长，尤其在2020年后，其在肿瘤微环境调控、影像引导栓塞、放射性栓塞与免疫治疗联合应用等方面展现出广阔前景。然而，如何优化水凝胶稳定性、降解性、生物相容性仍是当前研究的热点与难点，同时其大规模生产与临床转化仍需进一步探索。

 

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研究方法与实验

本文综述了多种水凝胶的制备方法，包括物理交联（如氢键、离子相互作用、疏水作用）、化学交联（如Schiff碱反应、Michael加成、光聚合）、辐射交联等策略。不同交联机制对水凝胶的流变性能、机械强度、生物粘附性等物理化学性质具有重要影响，决定其在栓塞治疗中的适用性。文章还介绍了水凝胶微球的合成方法，如乳液聚合、微流控液滴模板、喷雾干燥等，这些方法可调节微球尺寸、降解性及药物释放特性。此外，水凝胶可结合影像剂（如碘油、氧化钽、超声造影剂）实现影像引导栓塞，提升治疗精准度。多种水凝胶系统已被开发用于联合治疗，如化疗栓塞（TACE）、放射性栓塞、热疗、免疫调节等，进一步提升抗肿瘤疗效。

关键结论与观点

• 水凝胶因其高含水量、三维网络结构及微环境响应性，具备良好的生物相容性与可降解性，适合用于肿瘤栓塞治疗。
• 物理交联水凝胶（如基于壳聚糖、聚乙二醇、聚乳酸-羟基乙酸共聚物）具有剪切变稀与温度响应特性，便于微导管注射与原位凝胶化。
• 化学交联水凝胶（如Schiff碱、Michael加成、点击化学）具有更高的机械稳定性，适合长期栓塞，但需平衡其交联密度与可注射性。
• 光引发交联和辐射交联技术可实现外部可控的原位凝胶化，提升水凝胶栓塞的精确性与安全性。
• 水凝胶微球可通过乳液聚合、微流控等方法制备，具有可控尺寸与高载药量，便于靶向栓塞与局部治疗。
• 水凝胶系统可整合多种治疗方式，如化疗、放疗、热疗、免疫治疗等，实现协同抗肿瘤效果。
• 水凝胶的稳定性、降解性、粘附性仍是临床转化的主要挑战，未来研究需聚焦智能响应性材料与个性化治疗策略。

研究意义与展望

水凝胶栓塞系统在肿瘤治疗中展现出良好的应用前景，尤其在联合治疗与精准医学领域。通过材料创新设计，水凝胶可实现响应性释放、靶向栓塞与长期稳定性，为个体化治疗提供可能。未来方向包括开发智能水凝胶，结合影像引导与动态释放机制，优化栓塞材料的生物降解性与机械性能，推动其在临床的广泛应用。同时，水凝胶在肿瘤微环境调控、免疫治疗协同等方面的研究仍需深入，以实现真正意义上的多功能栓塞与治疗一体化平台。

 

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结语

本文系统总结了水凝胶材料在肿瘤栓塞中的研究进展，涵盖其制备方法、物理化学特性、药物递送能力及在协同治疗中的应用。水凝胶因其良好的生物相容性、可调的机械性能与响应性释放机制，成为新一代栓塞材料的重要候选。通过优化交联策略、增强稳定性与降解可控性，水凝胶在精准栓塞与个性化治疗中具有显著优势。尽管已有多种水凝胶系统在实验中展现出良好的栓塞效果，其大规模临床转化仍需进一步研究，特别是在生物安全性、可注射性与栓塞稳定性方面。未来，随着材料科学与生物医学工程的融合发展，水凝胶有望在肿瘤介入治疗中发挥更重要作用，推动微创栓塞向智能、协同、个体化方向演进。

 

Yisheng Peng, Xiuyi Wu, Hui Liu, Hongwei Cheng, and Gang Liu. Hydrogel-based tumor embolization and synergistic therapeutic strategies. Bioactive Materials.