本文介绍了一项关于自监测微针贴片用于光控协同治疗黑色素瘤的研究。该研究由武汉大学中南医院甲状腺乳腺外科、武汉大学药学院、华南理工大学材料科学与工程学院等多个机构的研究团队合作完成，并于2023年3月27日发表在《Bioactive Materials》期刊上。研究团队开发了一种基于微针（microneedle, MN）的药物递送系统，结合了溶解性微针贴片和具有聚集诱导发光（aggregation-induced emission, AIE）活性的聚合物颗粒，实现了光控脉冲式化疗-光热协同治疗黑色素瘤的目标。
黑色素瘤是最具侵袭性和恶性的皮肤癌类型，尽管手术切除是常见的治疗方法，但其存在切除边缘难以完全检查、局部复发风险高以及患者依从性差等问题。化疗虽然是经典的癌症治疗策略，但由于全身给药，常导致多器官毒性。近年来，光疗（phototherapy）等外部微能量治疗方式因其非侵入性、高时空分辨率和低毒性等特性，成为抗肿瘤研究的热点。然而，单一疗法难以抑制复杂的肿瘤微环境，化疗与光疗的结合已被证明具有协同治疗效果，能够以低剂量药物实现肿瘤根除。然而，现有的联合治疗系统仍面临多次给药、药物释放控制不精确以及难以直接监测药物释放行为等挑战。因此，开发一种能够通过单次给药实现精确脉冲式药物释放并具有光热效应的新型治疗策略，同时能够直接可视化监测药物释放的系统，具有重要的临床意义。
研究团队设计了一种自监测微针贴片，结合了溶解性微针和AIE活性聚合物颗粒（PATC）。PATC聚合物颗粒封装了化疗药物多柔比星（doxorubicin, DOX）和光热剂吲哚菁绿（indocyanine green, ICG），形成D/I@PATC颗粒。在光照射下，PATC逐渐解离为更小的颗粒，释放出DOX，并通过PATC颗粒的荧光强度变化直接观察药物释放过程。此外，ICG在PATC颗粒中的封装显著提高了其光热稳定性。
研究流程包括以下几个步骤： 1. D/I@PATC颗粒的制备与表征：通过RAFT共聚法制备PATC颗粒，并封装DOX和ICG。通过紫外-可见光谱（UV-Vis）和动态光散射（DLS）等技术对颗粒进行表征，确认DOX和ICG的成功封装。 2. 体外光热效应与药物释放控制：通过光热成像仪评估D/I@PATC颗粒的光热效应，并研究其在光照射下的药物释放行为。结果表明，D/I@PATC颗粒在808 nm激光照射下能够实现DOX的脉冲式释放。 3. 体外细胞摄取与药物释放：将D/I@PATC颗粒与黑色素瘤细胞共培养，通过荧光显微镜观察DOX的释放和细胞摄取情况。结果显示，光照射后DOX的释放显著增加，并被细胞有效摄取。 4. 体外细胞毒性与抗肿瘤效果：通过MTT实验评估D/I@PATC颗粒对黑色素瘤细胞的毒性，结果表明，光照射下D/I@PATC颗粒表现出显著的抗肿瘤效果。 5. 微针贴片的制备与表征：将D/I@PATC颗粒加载到微针贴片中，并通过扫描电子显微镜（SEM）和光学显微镜对微针贴片进行表征。结果显示，微针贴片具有良好的机械强度和皮肤穿透能力。 6. 体内光热效应与药物释放监测：在黑色素瘤小鼠模型中，评估D/I@PATC微针贴片的光热效应和药物释放行为。结果表明，微针贴片能够在肿瘤部位实现高效的光热效应，并通过荧光变化直接监测药物释放。 7. 体内抗肿瘤效果与生物安全性评估：通过小鼠模型评估D/I@PATC微针贴片的抗肿瘤效果和生物安全性。结果显示，单次给药结合两次光照射能够显著抑制肿瘤生长，且未引起明显的系统毒性。
该研究开发了一种自监测微针贴片，能够通过光控实现化疗-光热协同治疗黑色素瘤。D/I@PATC颗粒具有优异的光热稳定性和AIE特性，能够通过荧光变化直接监测药物释放过程。在黑色素瘤小鼠模型中，D/I@PATC微针贴片表现出显著的抗肿瘤效果和良好的生物安全性，具有潜在的临床应用前景。
该研究为黑色素瘤的治疗提供了一种新型的药物递送系统，具有显著的科学价值和临床应用潜力。通过光控药物释放和化疗-光热协同治疗，能够有效提高治疗效果并减少副作用，为皮肤癌的治疗提供了新的思路。