
输入与引流共同影响药物分布
江苏大学、哈佛医学院(Harvard Medical School)等团队在 Advanced Functional Materials 报道一种肿瘤芯片,将可灌流的血管样通道与一端封闭的淋巴引流通道并列放入含 MCF-7 乳腺癌细胞的水凝胶。
两类通道使用不同材料组成控制通透性。血管样通道用于输入,淋巴样通道用于移除液体与药物,团队比较单通道和双通道设计,并分别测试有细胞及无细胞的水凝胶。
白蛋白示踪测得两类空心通道的通透系数分别约为 5.07×10⁻⁷ 和 1.76×10⁻⁶ cm/s。这里评价的是打印通道本身的通透性;周围水凝胶和细胞还会增加转运阻力。
分子大小、细胞与通道结构都影响扩散
研究用荧光小分子、10 kDa 葡聚糖和约 68 kDa 白蛋白比较扩散,再加入阿霉素。不同分子的扩散曲线各不相同,阿霉素在相似条件下的积累比葡聚糖更快。
加入 MCF-7 细胞后,示踪物与阿霉素进入水凝胶的速度下降。作者认为,细胞密度增大带来的空间阻力和药物摄取都可能参与这一变化。加入淋巴引流通道则提高了受测分子的扩散速度。
更快转运伴随不同的细胞活力
在血管样通道中输入阿霉素后,双通道模型的细胞活力高于只有输入通道的模型。作者将这一结果与引流及时移除药物、减少局部积累联系起来。
另一次二维与三维培养浓度反应比较中,MCF-7 的阿霉素 IC50 分别为 0.30 μM 和 6.2 μM。检测采用代谢活力试剂,三维样本另用活细胞染色;这些数值对应本文的培养和处理条件。
材料屏障模型仍需进一步加入生物组分
主体药物测试使用没有内皮衬里的材料通道。研究另行加入血管与淋巴内皮细胞,观察到通透性进一步下降;这组探索与主体无内皮实验分别报告。
2023 年的配套勘误替换了图 6B 右侧的一组重复显微图片,采用同一实验组重新取得的独立数据。作者说明更正不改变论文结论。
当前模型只有一对较简单的通道,尚不具备高通量测试能力。作者提出继续扩大血管网络复杂度、基质组成和间质细胞种类,以研究更复杂的肿瘤药物分布。