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静电纺纳米纤维用于肿瘤细胞的捕获检测及诊疗一体化循环肿瘤细胞（Circulating TumorCells，CTCs）是指人体循环系统中存在的肿瘤细胞，主要特征为来源于原发性肿瘤、出现在血管内并参与血液循环。其具有极大的危害性，是恶性肿瘤出现复发、远处转移和导致肿瘤患者死亡的重要原因。近年来，随着CTCs的捕获和鉴定技术的快速发展，对CTCs的认识不断加深，因而通过不同技术实现CTCs的检测和肿瘤治疗具有极大的临床意义。

技术原理/技术要点

静电纺丝纳米纤维具有比表面积大、生物相容性好以及易于制备和表面功能化修饰等诸多优点，可用于模拟天然细胞外基质而成为癌细胞捕获应用的理想平台。针对目前循环肿瘤细胞捕获纯度低、亲和捕获不易释放等问题，我们构建了一系列基于纳米纤维的功能化平台，通过纤维表面功能化修饰两性离子两性离子聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱)或羧酸甜菜碱等、靶向配体透明质酸、叶酸、RGD肽等，并整合微流控技术用于CTCs的高效捕获和快速无损释放。在此基础上，我们进一步通过均质处理等方法获得单分散的磁性纳米短纤维材料，可以修饰DNA适配体，用于癌细胞的高效快速捕获和无损释放。另外，我们也通过均质技术获得载药纤维环材料，可进一步表面修饰DNA适配体和钆离子/配体螯合物，用于原发肿瘤的锚固和化疗，实现了磁共振成像导引的原发瘤的化疗和预防了原发瘤细胞的脱落，从而有效抑制了原发肿瘤的肺转移和肝转移。制备的短纤维和纤维环能够实现载药纳米纤维的可注射化。静电纺纳米纤维本身还具有制备工艺简单、原料来源广泛、便于后续多功能化修饰等诸多优点，使该技术在纳米医学领域展现出了独特的优势。

应用情况及效果

本技术的相关发明均已在体外细胞水平和体内动物实验上进行验证，并取得良好的实验效果，实现了不同癌症患者CTC的检测。构建的纳米纤维-微流控芯片体系展示了对肿瘤细胞的较高的捕获效率，较高的捕获纯度，可实现捕获细胞的快速无损释放。该发明对血液样品中癌细胞的捕获效率超过90%，超出商业化的CellSearch系统的捕获效率。已经用于83例的卵巢癌、宫颈癌、乳腺癌、肺癌、肝癌患者的血液中CTC的检测，实现了部分癌症的分型分期诊断。发明的功能化磁性纳米短纤维与癌细胞共同孵育60min时，与商业化磁珠对MCF-7细胞的捕获能力相当（分别为87%和91%），且在经核酸酶处理后，磁性纳米短纤维对癌细胞的释放效率明显优于商业化磁珠对癌细胞的释放效果。在对释放的细胞进行检测后发现磁性纳米短纤维释放后的癌细胞表面不存在材料粘附的情况，即该方法获得的细胞更利于后续的细胞检测分析。发明的载药纤维环可同时负载Gd离子螯合物，在小鼠体内展现出了良好的MR成像特性，注射一周后仍具有明显的MR成像效果，展现出了显著的肿瘤生长抑制性，并且该组小鼠在治疗结束后全部存活，具有良好的抗肿瘤转移性能。这些应用情况及效果表明，本系列发明技术在肿瘤的诊疗中具有良好的发展前景，为肿瘤的高效治疗和精准诊断提供了新的研究方向和临床转化潜力，满足纳米医药的最新市场需求。