成果名称: 生物有机纳米光子学技术及应用
完成单位: 华南师范大学,香港浸会大学
主要人员: 邢达,黄伟国,胡勇军,关燕清,杨思华,周小明,张涛,胡祥龙,魏言春,黄嘉良,蓝荣丰,李红光,覃欢,钟俊平,计钟,文列伟
介绍:

    1.课题来源与背景、目的及意义: 所有经费来源广东省科技厅,恶性肿瘤严重危害人类生命健康,制约经济社会发展,而其有效诊治仍是国内外医学界的棘手问题。传统肿瘤治疗方法均存在一定缺陷:手术治疗不彻底、易复发、创伤大;放疗存在剂量不均匀、明显并发症;化疗容易导致全身毒副作用、肿瘤细胞耐药等一系列严重问题。激光疗法与分子靶向疗法相结合是肿瘤治疗领域的突破性和革命性进展,开发新的靶向有机分子探针,实现临床肿瘤靶向、无毒、高效的光子学技术疗法,具有极大的经济社会意义。

     2. 主要论点与论据: 恶性肿瘤是威胁人类生命健康的第二大疾病,传统的肿瘤治疗方法包括手术、放疗以及化疗,均存在一定缺陷。手术是治疗癌症的最古老的形式,它适用于多种癌症类型,但对于恶性转移瘤却无理想效果,且不彻底、易复发、创伤大,降低了患者生存质量。放疗存在剂量不均匀、明显并发症等问题。化疗是临床应用广泛的一种癌症治疗方法,但药物并不能区分肿瘤细胞和正常细胞,容易导致全身毒副作用、肿瘤细胞耐药、患者生存质量低下等一系列严重问题,因此,亟需开发新原理、高效、无毒的肿瘤治疗方法。靶向治疗已成为肿瘤治疗的主要发展方向。利用激光高定向性的激光疗法是新近发展起来的一种局部肿瘤靶向治疗方法。同时,分子靶向治疗是现在肿瘤治疗领域的突破性和革命性的发展,已成为肿瘤治疗领域应用较为广泛的一种新兴治疗手段,其利用肿瘤组织或细胞所具有的特异性结构分子作为靶点,使用某些能与这些靶分子特异结合的配体达到直接治疗或导向治疗的目的。激光疗法与分子靶向疗法相结合可望实现肿瘤的高效靶向治疗,并降低临床毒副作用。

    3. 创见与创新: 1)针对性开发易于降解或代谢的瘤靶向有机纳米材料,实现满足临床应用生物安全性和高效肿瘤靶向结合的分子探针。 (2)研究基于有机纳米分子探针介导的光热治疗、光动力治疗和光声治疗的联合治疗方法与方案,提供新的高效光学治疗模式,拓展其临床适用性。

    4.社会效应与获奖情况: 构建了卟啉、酞菁等生物有机纳米分子体系,测定了其光物理性质、生物学效应及其在体治疗效应,包括细胞了学分析,包括细胞靶向性、胞内定位、细胞暗毒性、摄取率以、激光热效应和脉冲激光爆破损伤效应等,通过光声成像系统监控评估了激光治疗效果;并进行了细胞作用机制研究,并在此基础上开展光声成像引导下的光热-光声在体治疗研究。①证明了材料具有良好的光热/声转换效率以及良好的光热/声稳定性和生物安全性。② 证明了材料在细胞层面的良好肿瘤靶向性,并实现验证了光热-光声联合治疗的概念;③ 搭建了光声影像导航与治疗技术系统,编写了系统的采集控制程序及图像重建软件;④ 建立了动物荷瘤模型,通过光声显微镜验证纳米材料在肿瘤组织内的靶向效果,并初步验证的光声和光热联合高效治疗的概念。进一步对有机纳米生物功能光学探针进行拓展研究,并研究其光谱学特性,通过光声等多模态成像系统监控评估了激光治疗效果;并进行了细胞作用机制研究,并在此基础上开展多模态成像引导下的光热、光声在体治疗研究。(1)拓展了有机纳米生物功能光学材料的研究范围,包括有机高分子、分子上转换材料等,并在体外、细胞以及活体层面验证了材料的良好的光学特性和生物安全性;(2)光声、超声、光学多模态成像探头及系统研制,实现一体化的三模态成像探头及系统,有机整合光声、超声、光学的激发与探测器件,研制出多模态成像探头及系统、控制软件、识别算法、分析方法等;(3) 进一步利用建立的动物荷瘤模型,通过多模态显微成像系统验证。 该项目在包括Adv. Sci.、Adv. Funct. Mater、Small和Biomaterials等国际著名期刊上发表SCI论文12篇,申请国家发明专利11项,获授权国家发明专利5项,获省级奖2项(2015年广东省专利奖发明人奖、2017年中国产学研合作创新与促进奖),新工艺/技术1项,培养人才24名(4人晋升高级职称,8名学生获博士学位,12名学生获硕士学位),2人获得国家级人才项目,3人获得省级以上人才项目。

批准登记号:
登记日期: 2022-04-02
研究起止时间: 2015-06-01至2019-05-31
所属行业: 科学研究和技术服务业
所属高新技术类别:
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2020-11-24