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基于涂层修饰的支架植入治疗恶性胆道梗阻的应用探究

申报人：王硕 申报日期：2025-03-25

基本情况

2025创新项目
基于涂层修饰的支架植入治疗恶性胆道梗阻的应用探究 学生申报
创新训练项目
工学
生物医学工程类
学生来源于教师科研项目选题
二年期
本项目以临床中发现的金属支架在解除恶性胆道梗阻中遇到的因肿瘤进展导致的再堵塞的问题为出发点，拟通过构筑具有光热治疗作用的PDA-PTB（缩写为PDTB）涂层修饰的金属支架，将其应用于兔VX2肿瘤原位肝门部植入导致的恶性胆道梗阻模型，利用PDTB修饰层在近红外808 nm光照下的光热升温性能，达到对进展中的肿瘤光热治疗的作用，延缓肿瘤进展的同时实现对支架使用寿命和兔生存期的延长，以解决目前金属支架植入后面临的因肿瘤进展、肉芽组织增生等原因导致的支架堵塞的重大难题。
无
1.中国博士后科学基金, 面上, E11120RD16, γ-GGT响应型近红外有机荧光小分子探针的合成及其在淋巴结转移食管鳞癌中的成像研究, 2021-01至2022-12, 主持 （已结题）
2.浙江省自然科学基金, 探索项目/探索青年, LQ22H180006, MRI-荧光双模态酶响应纳米探针的构建及其在食管鳞癌中的成像研究, 2022-01至2025-12, 主持（在研）
3.山东省自然科学基金, 青年项目, ZR2024QH559, 磺酸化和氟化对花菁类染料理化性质及体内成像和代谢的影响研究, 2025-01至2027-12, 主持（在研）
4.宁波市自然科学基金, 一般项目, 2021J029, 新型γ-谷氨酰转肽酶响应型有机荧光小分子探针的合成及其在脑胶质瘤精准成像中的应用研究, 2021-04至2024-03, 主持（已结题）
5.国家自然科学基金, 面上项目, 31971292, 酶响应型自组装 MRI-荧光双增强探针及其靶向肝细胞癌分子影像学研究, 2020-01至2023-12, 主要参与（已结题）
6.国家自然科学基金, 青年科学基金项目, 21705157, 基于焦谷氨酸肽酶1的近红外荧光探针的构筑及其用于活体炎症响应因子判定的研究, 2018-01至2020-12, 主要参与（已结题）
①在项目开始前期，指导团队成员调研文献，为项目的研究背景和研究内容提供方向性的指导。
②在项目开展阶段，为项目提供实验场地、实验装置、药品等所需资源。为项目开展过程中遇到的问题，及时提供专业的指导。
③确保项目的顺利实施和结题。
④监督项目经费的使用。
国家级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
王硕 医药工程学院 生物制药（本科） 2024 项目负责人、统筹整个项目的进度安排及规划实验
贾生存 医药工程学院 制药工程（本科） 2022 细胞层面治疗实验
薛永贞 医药工程学院 制药工程（本科） 2022 细胞安全性实验
颜菲婷 医药工程学院 制药工程（本科） 2022 动物安全性实验
余星文 医药工程学院 生物制药（本科） 2024 动物层面治疗实验
班富豪 医药工程学院 制药工程（本科） 2022 材料制备及表征实验

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
邹瑞芬 医药工程学院 否
田晨 临床医学院（附属医院） 否

立项依据

       本项目将光热治疗肿瘤的新手段与金属支架相结合构筑PDTB涂层修饰的功能型支架，将其应用于兔VX2肿瘤导致的肝门部恶性胆道梗阻模型。通过本项目的研究，拟将明确所构筑的具有PTT治疗作用的金属支架在解除胆道梗阻、肿瘤治疗中的有效性，进而实现对支架使用寿命和兔生存期的延长，解决目前临床中金属支架植入后面临的因肿瘤进展、肉芽组织增生等原因导致的支架堵塞的重大难题。除此之外，本项目的研究结果拟将为后续的临床实验提供一定的研究基础。
       本项目的研究内容包括三部分研究工作：（a）构筑PDTB涂层修饰的金属支架，并对其体外光热升温效果、光照稳定性、亲水性、抗污性等进行表征分析；（b）对PDTB涂层修饰后的金属支架进行细胞层面的生物安全性及光热杀伤肿瘤细胞的效果进行研究（拟使用兔间变表皮鳞癌瘤株VX2细胞作为本项目的细胞模型）；（c）建立兔恶性胆道梗阻模型（将VX2肿瘤块原位植入兔肝门部胆管位置处），利用临床外科植入技术将金属支架（未修饰PDTB涂层、修饰PDTB涂层）放入兔子体内，利用近红外光纤进行PTT治疗，对比研究未修饰涂层与修饰涂层的金属支架对支架通畅期、兔子生存期等的影响，并通过生化指标评估修饰涂层的金属支架在体的生物安全性。本项目的研究思路示意图见图1。

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图1 本项目的研究思路示意图

       恶性胆道梗阻是各种晚期胰肝胆管恶性肿瘤（如胆管癌、胆囊癌、胰腺癌等）的常见临床表现。1大部分患者一旦出现黄疸，往往失去手术机会。对于这些不能进行外科手术的患者，解除胆道梗阻是延长生存时间，改善生活质量的重要手段。2目前，胆道支架置入术是解除胆道梗阻首选的姑息治疗方法（非覆膜的金属支架是临床最常使用的支架之一）。3-4胆道金属支架植入后，在临床中遇到的重大难题：由于肿瘤进展、肉芽组织增生易导致支架堵塞，从而再次发生胆道梗阻，影响胆汁引流效果。普通胆道支架仅可引流胆汁，无治疗作用。因此，于放置支架的同时还可控制肿瘤的生长，是避免支架再堵塞的关键，也是延长患者生存时间的关键。5针对这一重大难题，是否可以对金属支架进行表面修饰以赋予其一定的功能性，比如具有杀伤肿瘤细胞的效果，延缓肿瘤进展的同时还可以增长支架的使用寿命，改善病人的生存质量、延长病人的生存时间？
       通过对金属支架进行修饰以延缓肿瘤的进展、延长支架的使用寿命，已经有一些研究者进行了相关的研究工作。6例如，上海交通大学医学院附属瑞金医院的王忠敏研究团队将具有放射性的125I固定于传统支架外侧的粒子固定囊中，制备得到了具有内照射功能的胆道支架，将其用于43例因肝门部胆管癌致恶性梗阻性黄疸患者体内，临床研究表明：该支架不仅可以引流胆汁、减轻黄疸症状，还可近距离内照射胆道肿瘤，起到治疗的作用，延长了患者的生存时间（中位生存时间为13个月）。7该支架不足之处在于125I半衰期仅为60天，失效后无法取出，后续补充照射剂量困难，且需要经验丰富的操作者。中山大学第三附属医院的李征然研究团队同样地研究了125I内照支架应用于恶性梗阻性黄疸（MOJ）患者，相比于正常支架，内照支架的通畅期从110天延长到了231天，病人的生存期从173天延长到了310天。8除了内照射支架，目前关于药物洗脱支架的开发处于初步阶段，理论上是将抗癌类药物借助于高分子材料等负载于支架表面。例如，上海交通大学附属第一人民医院的Wan团队采用静电纺丝的技术将抗癌药物与聚L-丙交酯-己内酯（PLCL）涂覆于支架表面，用于小鼠层面胆管癌皮下肿瘤模型的治疗研究，并使用猪模型对其生物安全性进行了研究。9此外，韩国延世大学的Dong Ki Lee研究团队也对药物洗脱支架进行了研究，结果表明使用吉西他滨洗脱支架可以通过抑制肿瘤细胞的生长来改善支架的通畅性。10
       除了上述将放射性粒子和抗癌药物与正常支架进行结合，制备具有一定的肿瘤细胞杀伤性的治疗型支架，还有一种目前研究比较集中的治疗方法，即将光动力治疗（Photodynamic therapy，PDT）与金属支架植入术相结合，利用PDT治疗肿瘤的新手段，以期延长支架的通畅时间和患者的生存时间。6,11在此方法中，是先将光敏剂分子静脉滴注于病人体中，之后对肿瘤组织进行特定波长的光照，组织吸收的光敏剂产生单线态氧杀伤肿瘤细胞，光照结束后再进行支架的置入。多项研究表明：相比于单纯的支架组，PDT联合组显著延长了中位支架通畅期和患者的中位生存期。12-14然而，目前PDT治疗肿瘤存在诸多限制，如光敏剂价格昂贵、光敏剂过敏、光敏剂体内代谢较慢、患者术后需要避光等。
       光热治疗(Photothermal therapy，PTT)是在临床上继手术、放疗和化疗之后的新兴治疗手段之一。其作为一种新型的利用光热转换剂吸收光能产生热来起到治疗效果的无创手段，对于治疗肿瘤具有良好的效果。15该治疗方法不仅无创，而且对患者全身系统性损伤小、并发症少，具有精确性高、可控性强、副作用小等特点。其中，光热转换剂是光热治疗的关键性材料。理想的光热转化剂应具有:1)在近红外光窗口(650-950nm)具有较强的吸收能力和较高的光热转换效率；2)生物安全性高；3)良好的生物稳定性。16,17在诸多的光热材料里，聚多巴胺是一种十分理想的光热转化剂，其单体多巴胺作为黑色素的组成成分在人体内大量存在。当多巴胺在一定条件下自聚合成聚多巴胺（PDA）后，其不仅具有优异的生物安全性，而且具有较广的光谱吸收（近红外吸收）及高的光热转化效率，非常适合用于PTT治疗，在肿瘤治疗方面具有广阔的临床应用前景。18因此本项目拟利用PDA的这些优点，构筑PDA修饰的金属支架用于兔原位肝门部VX2肿瘤引起的恶性胆道梗阻模型的PTT治疗研究，希望通过光热杀伤肿瘤细胞，延长支架的使用寿命。
       除此之外，文献调研发现由牛血清白蛋白（Bovine serum albumin, BSA）经过相转变形成的纳米粒子会在气液或固液界面聚集成相转变薄膜（即PTB薄膜），该薄膜具有优异的抵抗污染物黏附的能力（包括蛋白质、细菌、真菌、细胞和血小板等）。19,20因此，项目申请团队拟在PDA表面修饰PTB薄膜，除了利用PTB优异的抗污性，它的修饰是否能够提升PDA在体的生物稳定性（PDA易降解）和光照稳定性呢？这也是非常值得研究的课题内容。目前，将新型的PTT治疗手段与金属支架相结合构筑功能型支架，治疗因肿瘤进展导致的恶性胆道梗阻，还有待研究者进行探究。
       综上，本项目以临床中金属支架在解除因肿瘤进展导致的恶性胆道梗阻中面临的易再堵塞的重大难题为出发点，基于团队指导老师和实验室的工作基础，拟通过构筑PDA-PTB修饰的金属支架，并在兔原位肝门部植入VX2肿瘤块以建立兔恶性胆道梗阻模型，利用光热治疗肿瘤的新手段，探究所构筑的金属支架在解除胆道梗阻、延长支架使用寿命和兔生存期方面的有效性。通过本项目的研究，不仅为如何构筑具有PTT治疗效果的功能型金属支架提供了方法和技术借鉴，还为解除因恶性肿瘤导致的胆道梗阻提供了一种可能的治疗方法，同时也为我们后续的临床研究积累了一定的研究基础。 
参考文献
1. L. C. Drapek; R. K. Kerlan; S. Acquisto, Guidelines for biliary stents and drains. Chinese Clinical Oncology 2020, 9 (1).
2. I. Naitoh; T. Inoue, Optimal endoscopic drainage strategy for unresectable malignant hilar biliary obstruction. Clinical Endoscopy 2023, 56 (2), 135-142.
3. J. N. Gu; X. Y. Guo; Y. Sun; B. Fan; H. R. Li; T. Luo; H. F. Luo; J. Liu; F. Gao; Y. Gao; G. Tan; X. M. Liu; Z. Yang, Efficacy and complications of inoperable malignant distal biliary obstruction treatment by metallic stents: fully covered or uncovered? Gastroenterology Report 2023, 11.
4. J. Pietrzak; A. Przybylkowski, Endoscopic Treatment of Malignant Hilar Biliary Obstruction. Cancers 2023, 15 (24).
5. Z. I. Tarar; U. Farooq; M. Gandhi; G. Ghous; S. Saleem; F. Kamal; Z. Imam; L. Jamil, Effect of radiofrequency ablation in addition to biliary stent on overall survival and stent patency in malignant biliary obstruction: an updated systematic review and meta-analysis. European Journal of Gastroenterology & Hepatology 2023, 35 (6), 646-653.
6. X. He; Y. Zhu; Y. N. Wang; Y. Z. Hao; J. B. Hong, Advances in stent therapy for malignant biliary obstruction. Abdominal Radiology 2021, 46 (1), 351-361.
7. 贡桔，夏宁，陈志瑾，郑云峰，孙锦跃，王忠敏. 胆道内照射支架应用于肝门部胆管癌致恶性梗阻性黄疸的初步临床研究［J］．中国介入影像与治疗学，2017, 14(09)：521-524.
8. T. Pan; M. A. Li; L. W. Mu; D. Zhu; J. S. Qian; Z. R. Li, Stent placement with iodine-125 seeds strand effectively extends the duration of stent patency and survival in patients with unresectable malignant obstructive jaundice. Scandinavian Journal of Gastroenterology 2020, 55 (1), 123-128.
9. J. B. Xiao; J. Y. Weng; Y. Y. Hu; G. L. Deng; X. J. Wan, Feasibility and efficacy evaluation of metallic biliary stents eluting gemcitabine and cisplatin for extrahepatic cholangiocarcinoma. World Journal of Gastroenterology 2020, 26 (31), 4589-4606.
10. S. I. Jang; S. Fang; Y. Y. Baek; D. H. Lee; K. Na; S. Y. Lee; D. K. Lee, Local Delivery of Gemcitabine Inhibits Pancreatic and Cholangiocarcinoma Tumor Growth by Promoting Epidermal Growth Factor Receptor Degradation. International Journal of Molecular Sciences 2020, 21 (5).
11. T. Thomaidis; G. Kallimanis; G. May; P. H. Zhou; V. Sivanathan; J. Mosko; J. K. Triantafillidis; C. Teshima; M. Moehler, Advances in the endoscopic management of malignant biliary obstruction. Annals of Gastroenterology 2020, 33 (4), 338.
12. A. Wagner; U. W. Denzer; D. Neureiter; T. Kiesslich; A. Puespoeck; E. A. J. Rauws; K. Emmanuel; N. Degenhardt; U. Frick; U. Beuers; A. W. Lohse; F. Berr; G. W. Wolkersdörfer, Temoporfin improves efficacy of photodynamic therapy in advanced biliary tract carcinoma: A multicenter prospective phase II study. Hepatology 2015, 62 (5), 1456-1465.
13. V. O. Brunaldi; J. E. Brunaldi; J. D. Vollet; M. O. Brunaldi; J. C. Ardengh; V. S. Bagnato; J. S. dos-Santos; R. Kemp, Photodynamic therapy of extrahepatic cholangiocarcinoma using digital cholangioscopy. Abcd-Arquivos Brasileiros De Cirurgia Digestiva-Brazilian Archives of Digestive Surgery 2020, 33 (1).
14. Z. Nabi; D. N. Reddy, Endoscopic Palliation for Biliary and Pancreatic Malignancies: Recent Advances. Clinical Endoscopy 2019, 52 (3), 226-234.
15. L. P. Zhao; X. Zhang; X. X. Wang; X. W. Guan; W. F. Zhang; J. L. Ma, Recent advances in selective photothermal therapy of tumor. Journal of nanobiotechnology 2021, 19 (1).
16. J. J. Hu; Y. J. Cheng; X. Z. Zhang, Recent advances in nanomaterials for enhanced photothermal therapy of tumors. Nanoscale 2018, 10 (48), 22657-22672.
17. 梁国海，邢达. 用于肿瘤光热治疗的有机纳米材料研究进展［J］．中国激光，2018， 02: 247-256．
18. Y. L. Yue; X. Zhao, Melanin-Like Nanomedicine in Photothermal Therapy Applications. International Journal of Molecular Sciences 2021, 22 (1).
19. X. Y. Hu; J. H. Tian; C. Li; H. Su; R. R. Qin; Y. F. Wang; X. Cao; P. Yang, Amyloid-Like Protein Aggregates: A New Class of Bioinspired Materials Merging an Interfacial Anchor with Antifouling. Advanced Materials 2020, 32 (23).
20. J. H. Tian; Y. C. Liu; S. T. Miao; Q. M. Yang; X. Y. Hu; Q. Han; L. Xue; P. Yang, Amyloid-like protein aggregates combining antifouling with antibacterial activity. Biomaterials science 2020, 8 (24), 6903-6911. 
       创新点：本项目创新性地将新型的PTT治疗手段与金属支架相结合构筑了PDA-PTB涂层修饰的金属支架，并建立兔原位VX2肿瘤导致的肝门部恶性胆道梗阻模型，通过引入光纤、利用PDA的光热升温性能，探究该功能型支架在解除因肿瘤进展导致的恶性胆道梗阻、延缓肿瘤进展、延长支架使用寿命和兔的生存期方面的有效性。
      项目特色：本项目以临床问题为出发点，利用指导老师们的工学和医学背景，以医工交叉的技术手段解决临床实际中遇到的重大难题。通过本项目的研究，将积累一定的实验方法和技术经验，为下一步的临床研究提供一定的指导和借鉴。
5.1 技术路线
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图2 本项目的技术路线图
      本项目具体的研究内容和技术路线如下：
    （1） 构筑PDTB涂层修饰的金属支架及体外性能表征
      本项目拟参照文献及借鉴实验室已研究成熟的实验方案对镍钛合金金属支架进行PDTB涂层修饰，实验步骤包括：（a）PDA涂层的修饰，以pH为8.5的Tirs溶液为溶剂配制2 mg/mL的多巴胺溶液，将从无菌袋中取出的金属支架放入已配好的多巴胺溶液中，之后将其转移到37℃的电热恒温箱中静置24 h，24 h后将液体倒掉，采用超纯水清洗金属支架，得到沉积有1层PDA的金属支架，重复上述步骤，得到沉积2层PDA的金属支架；同时，为了体外物化性质表征的需要，拟采用相同步骤对镍钛合金的基材（6 mm * 6 mm的正方形镍钛合金片或圆形镍钛合金片）进行PDA涂层修饰；（b）PDA-PDB涂层的修饰，以HEPES缓冲液为溶剂配制2 mg/mL的BSA溶液和14.33 mg/mL的三（2-羰基乙基）磷盐酸盐（TCEP）溶液，并将TCEP溶液的pH调为5.0，然后将TCEP溶液与2 mg/mL的BSA溶液等体积混合，将混合液倒入放有金属支架/基材的小烧杯中，之后在30℃的电热恒温箱中放置1.5 h，反应结束后，用超纯水清洗表面去除杂质，并用乙醇润洗，氮气吹干，最后得到PDA-PTB修饰的金属支架和基材。
       采用椭圆偏振仪或扫描电镜SEM表征PDTB涂层的厚度；采用水接触角仪表征涂层的浸润性（即亲水性）；采用808 nm激光器对构筑的金属支架和基材进行光照实验，同时用热成像仪采集光热升温数据，并进行光热成像图片的采集；对支架和基材进行循环光照，对其光照稳定性进行研究。
    （2） PDTB涂层修饰的金属支架在细胞层面的生物安全性及PTT治疗研究
      本项目拟使用兔间变表皮鳞癌瘤株（VX2 肿瘤细胞）作为细胞层面生物安全性和PTT治疗研究的细胞模型。（a）细胞层面生物安全性表征  拟采用CCK-8的实验方法对细胞的生物安全性进行表征，具体的操作：将一定数量的细胞（5万/孔）种植到装有样品的48孔板中，培养一定的时间（12 h、24 h、48 h）后，将细胞孔板中原有的培养液吸出，每孔加入新的400 μL无血清培养液和40 μL CCK-8试剂，培养1.5 h后转移到新的96孔板，测定其在450 nm下的吸光度，根据公式计算细胞存活率，评估PDTB涂层修饰的金属支架在细胞层面的生物安全性。（b）金属支架在细胞层面的PTT治疗研究 将一定数量的细胞种植到装有样品的48孔板中，细胞培养箱中培养24 h后，采用808 nm激光器对孔板中的细胞进行光照处理，继续培养24 h，之后加入CCK-8对细胞的存活率进行定量评估；除此之外，还将采用活死细胞染色的方法，利用倒置荧光显微镜和流式细胞术对细胞的活死或凋亡进行半定量和定量评估，明确用于细胞层面的有效光照功率和光照时间。
    （3） PDTB涂层修饰的金属支架在兔原位肝门部恶性胆道梗阻中的应用探究
       为了能够成功地将金属支架植入到动物体中开展动物方面的研究工作，本项目将基于临床导师的科研经验和临床经验建立兔原位肝门部恶性胆道梗阻模型，具体的操作：（a）实验动物为新西兰大白兔，4-5个月龄，雌雄不限，重量(2.50±0.50)kg；传种兔麻醉后取出VX2肿瘤，剔除坏死组织，选取肿瘤边缘的鱼肉样组织，用眼科剪剪成0.1 mm3的瘤块，放置于生理盐水的无菌培养皿中；予0.1 mL速眠新及3％戊巴比妥（3 mg/kg）进行肌注麻醉，于兔剑突下沿腹白线正中切口约5 cm找到胆总管，将VX2瘤组织块悬液通过注射器注入到胆总管下段管壁周围结缔组织中，拔针后立即用明胶海绵块压迫，4-6 s后回纳肝脏及胆囊等至腹腔，缝合伤口；（b）种瘤后超声随访2周，观察肿瘤大小及胆道扩张情况；2周后利用电子计算机断层扫描评估肿瘤生长情况及胆道梗阻程度（测量胆总管内径），利用超声造影或CT增强证实肿瘤活性，经兔耳缘静脉抽血，评估肝功能（总胆红素及直接胆红素指标），根据成像结果和肝功能指标评估是否建模成功；（c）筛选总胆红素、直接胆红素升高，且胆管扩张明显，无手术禁忌且预计生存期较长的实验兔，进行下一步支架植入及治疗研究。
       动物层面生物安全性评估：采用健康的新西兰大白兔进行动物层面的生物安全性研究，动物分为两组（未修饰支架组、修饰PDTB支架组），分别将支架植入两组动物体内，并在第7、15和30天进行兔血采集，分析实验兔血清中的谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GLOB）、碱性磷酸酶（ALP）、白蛋白与球蛋白比值（A/G）的水平，评价修饰PDTB的金属支架对肝功能的影响；测定兔血清中的尿素氮（BUN）、肌酐（CREA）的水平，评价其对肾功能的影响；最后在30天时，处死实验兔，使用组织化学的实验方法检查兔子的主要内脏器官，包括心脏、肾脏、肝脏、肺和脾脏，并进行病理分析来评估修饰PDTB的金属支架的在体生物安全性。
       动物层面的PTT治疗研究：（a）将成功建立恶性胆道梗阻的实验兔分为四组 （A：未修饰PDTB支架-光照 B：未修饰PDTB支架+光照 C：修饰PDTB支架-光照 D：修饰PDTB支架+光照）；（b）DSA引导下实验兔植入胆道支架并留置胆道外引流管  予0.1 mL速眠新及 3％戊巴比妥（3mg/kg）肌注麻醉实验兔，成功穿刺至肝内扩张胆管后，引入细导丝越过梗阻段至十二指肠远端，更换硬导丝后，沿导丝植入支架，并留置外引流管；（c）经外引流管引入光纤进行光热消融治疗（肿瘤初治）  引入光纤后，将光纤头端置于梗阻段，连接消融设备后，对造成恶性胆道梗阻的肿瘤进行光热消融，结束后退出光纤，引流管接袋，观察记录每日引流量，术后第1、3、7天抽血，每日由同一位医师行超声检查，观察并记录肿瘤大小变化，术后第10天左右，每组解剖两只兔，剖出胆道周围肿瘤，行病理、免疫组化检测评估肿瘤活性，并取重要脏器（心肝脾肺肾）组织病理检查，评估该治疗方案的安全性；（d）第一阶段结果分析  结合实验兔术前及术后第7天抽血结果，以及CT检查，评估实验兔胆红素下降程度，以及扩张胆管直径的变化，继续测量对比肿瘤大小变化，并筛查、计划肝内转移瘤数目及大小；（e）第二阶段光热消融治疗（肿瘤进展）  继续随访实验兔，复查血液指标，筛选出胆红素进行性增高，胆汁引流量逐渐减少的实验兔，完善CT增强检查，评估支架周围肿瘤活性及其生长情况，对于肿瘤组织长入支架导致胆汁引流不通畅的实验兔，再次经引流管引入光纤，重复光热消融治疗过程；（f）第二阶段结果分析  结合实验兔第二次手术术前及术后抽血结果，评估实验兔胆红素下降程度，完善增强CT检查，评估扩张胆管直径的变化，必要时行胆道造影，对比第二次手术前后，支架再狭窄是否解除，胆汁内引流是否恢复通畅，评估该治疗方案是否可以延长胆道支架的使用寿命。（g）总的治疗结果分析  在整个治疗期，记录兔子的体重，根据成像结果描绘肿瘤生长曲线，记录各组兔子的存活时间，并对死亡的兔子进行解剖，对肿瘤的原发灶进行剥离称重、观察并记录肿瘤的转移情况，绘制总的生存曲线。
5.2 拟解决的问题
       通过构筑PDA-PTB修饰的金属支架，建立兔原位肝门部恶性胆道梗阻模型，明确所构筑的金属支架在解除胆道梗阻，延长支架使用寿命和兔生存期方面的有效性。
5.3 预期成果
（a）通过溶液浓度、pH、温度等参数调控，成功构筑PDA-PTB修饰的金属支架，并且所构筑的支架具有优良的生物安全性和光热升温效果，在细胞层面能够有效的杀伤肿瘤细胞；
（b）将VX2肿瘤块植入兔原位肝门部，成功建立兔肝门部恶性胆道梗阻模型，将支架成功植入既定位置，利用808 nm近红外光纤实现了对肿瘤有效的在体治疗，延长了支架的使用寿命和兔的生存时间。
（c）撰写1篇专利，发表1篇SCI论文。
本项目计划在2年内完成，研究工作按如下预期的研究进度执行：
2025.06-2025.08
①通过文献调研，确定项目的选题和研究内容。
②基于文献调研和实验研究基础，确定制备技术路线。
③准备实验药品、配备实验装置。
2025.09-2025.12
①成功制备PDTB涂层修饰的金属支架和基材。
②通过FL、UV-vis、TEM、SEM、XPS、XRD、FT-IR、热成像仪、水接触角等对制备的金属支架和基材进行形貌和体外性能表征。
2026.01-2026.05
①进行细胞层面的治疗研究。
②以新西兰健康大白兔为模型，对支架的在体生物安全性进行研究。
2026.06-2026.12
建立兔原位肝门部恶性胆道梗阻模型，并开展动物层面的PTT治疗研究。
2027.01-2027.05
整理数据，撰写专利和研究论文。
1.与本项目有关的研究积累和已取得的成绩
       团队负责人班富豪及学生成员已系统学习相关基础课程，具有一定的专业知识和实验操作基础。项目团队人员结构设计合理，在两年的执行期内能够保证团队成员有充分的时间按照实验规划开展实验研究。此外，项目小组成员均参加过挑战杯和生物医药竞赛，具有丰富的理论和创新实践经验。团队成员通过前沿文献调研，针对拟将解决的问题，在两位老师的指导下设计出理论和技能上可行的实验方案，对于项目的研究内容和临床意义理解深刻，研究思路清楚明晰。
       本项目的两位指导老师分别在功能材料的制备、结构和性能表征以及兔原位肝癌的建模以及光纤介入的PTT治疗研究等方面拥有丰富的经验（如图3-图5所示），可以为项目中功能型支架的制备、物化性质的表征，以及细胞、动物层面的实验提供丰富的经验指导，尤其是临床指导老师可以为项目中动物模型的建立、光纤介入的PTT治疗、兔的超声或CT造影提供丰富的经验指导。除此之外，两位指导老师在专利申请、文章撰写等方面具有丰富的经验。目前两位指导老师已在Biomaterials（2024,308:122565）、Bioconjugate Chemistry（2024,35:758）、Nanoscale（2020、2021）、International Journal of Nanomedicine（2022,17:5565）等以第一/共一等合作身份发表论文20余篇，并申请/授权专利多项（201711208547.0、201711170016.7、201511005964.6），主持中国博士后科学基金、浙江省自然科学基金、山东省自然科学基金、宁波市自然科学基金。综上，在两位指导老师的专业技术支撑下，本项目将会顺利开展。
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图3 （A）兔原位肝癌建模示意图；（B）超声引导下使用穿刺针在兔肝脏部位植入VX2肿瘤块；（C）超声影像下建模成功后的原发灶和转移灶。
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图4 （A）兔原位肝癌PTT治疗示意图；（B）经动脉灌注材料；（C）超声引导下的光纤插入和温度监控；（D-F）超声影像肿瘤的光热消融过程。
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图5 使用超声成像对PTT治疗后的肿瘤进展过程进行研究

      本项目依托于济宁医学院医药工程学院和附属医院，其中医药工程学院拥有设施齐全的功能材料合成实验室、材料表征实验室、独立的细菌培养室、细胞房、小动物房以及生物学表征实验室，拥有包括AFM、SEM、水接触角仪、椭圆偏振仪、Zeta电位仪、红外光谱仪、紫外-可见吸收光谱仪、808 nm激光发射器、红外热像仪、倒置荧光显微镜、酶标仪和qPCR仪、小动物光声成像仪等精良仪器设备。学院实验室具有材料制备过程中所需的烘箱、天平、磁力搅拌器、pH计、水浴锅等基础设备，以及材料性能和结构测试所需的808 nm激光器、热成像仪、紫外-可见吸收光谱仪、元素分析仪、红外光谱仪、水接触角仪等设备。除此之外，本项目同时得到济宁医学院附属医院的支持，项目中兔模型的建立、光纤介入的PTT治疗研究（小型超声或CT成像设备）、支架在体的生物安全性研究等将依靠附属医院平台的支撑和临床指导老师的帮助。因此，依靠所在单位的平台支撑和完备的科研条件，项目申请团队可实现功能支架的制备、理化性质的表征和分析、细胞层面的治疗以及动物层面的建模、成像和治疗研究，保障项目的顺利实施。

经费预算

开支科目 预算经费（元） 主要用途 阶段下达经费计划（元）
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 20000.00 无 15000.00 5000.00
1. 业务费 10000.00 无 7000.00 3000.00
（1）计算、分析、测试费 6000.00 金属支架及基材的表征测试、细胞层面和动物层面的测试费用 5000.00 1000.00
（2）能源动力费 0.00 无 0.00 0.00
（3）会议、差旅费 0.00 无 0.00 0.00
（4）文献检索费 0.00 无 0.00 0.00
（5）论文出版费 4000.00 论文版面费、专利申请费等 2000.00 2000.00
2. 仪器设备购置费 3000.00 购买恒温水浴锅、摇床等 3000.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 无 0.00 0.00
4. 材料费 7000.00 金属支架、基材制备材料的购买，细胞层面和动物层面实验材料的购买等 5000.00 2000.00
结束

用户单位： 济宁医学院        

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