微波消融 (MWA) 是一种微创癌症治疗方法，利用微波能量产生的热量杀死肿瘤细胞。 MWA目前用于治疗多种类型的实体瘤，包括肝细胞癌、肺癌、结直肠癌肝转移和肺转移。但尽管该领域取得了快速进展，但消融肿瘤所需的高功率可能会损伤周围组织，限制了 MWA 的临床应用。因此，使用额外的功能剂来提高MWA的肿瘤加热功效，同时保护正常组织已成为一个热门话题。
针对这一问题，功能纳米与软材料研究所的研究人员（芬森），中国苏州大学制造了一种与钙离子交联的海藻酸钠水凝胶，作为一种双功能材料，可增强微波消融功效并刺激抗肿瘤免疫力。他们描述了他们的发现 科学进展.
高钙浓度
天然形式的水凝胶是一种高吸水性、可溶性聚合物，合成水凝胶由于其与人体细胞和组织具有优异的生物相容性而迅速成为有吸引力的生物医学材料。先前的研究表明，由于凝胶层内的离子限制效应，位于水凝胶聚合物网络内部的独立离子可以充当微波敏感剂。这一发现表明水凝胶可以进一步适应 MWA 应用。
为了实现这一目标，研究人员将海藻酸钠 (ALG) 与氯化钙 (CaCl2）溶液形成ALG-Ca水凝胶。通过将高浓度的钙离子引入水凝胶网络，他们利用其在电磁辐射下的振荡特性来提高微波加热的效率。
研究人员通过记录微波照射后温度的升高来评估这些 ALG-Ca 水凝胶的微波敏感性。他们还测试了水凝胶集中加热区域的能力，以确保热能在消融目标内消散。
微波敏感的 ALG 水凝胶表现出出色的可调性。通过调节钙离子和ALG的浓度，钙离子过剩的ALG水凝胶不仅能够以显着降低的功率密度进行有效的微波加热，而且能够将热量集中在注射区域内，从而在减少注射剂副作用方面显示出巨大的前景。传统MWA。
研究小组研究了这种注钙水凝胶与 MWA 联合对几组荷瘤小鼠的治疗效果。与用普通水凝胶和微波治疗的小鼠相比，注射钙注入水凝胶并暴露于微波能量的小鼠的肿瘤被完全消融。经过 ALG-Ca 治疗的小鼠在长达 60 天内也没有表现出明显的肿瘤复发。同样，肿瘤较大的兔子在注射 ALG-Ca 和 MWA 后表现出更好的肿瘤抑制作用。
此外，注入钙的水凝胶产生了促炎微环境，可激活小鼠的抗肿瘤免疫力。这表明 ALG-Ca 水凝胶还可以作为一种免疫刺激生物材料，促进树突状细胞（增强免疫反应的特殊细胞）的成熟，其效力与商业免疫增强剂相当。
主要作者 庄刘，FUNSOM 的负责人 先进生物材料与纳米医学实验室，说金属藻酸盐水凝胶在未来的临床转化中具有广阔的前景，以扩展 MWA 的临床应用。
