《Materials Today Bio》：Extracellular Biogenic Nanoscale Mitochondria Reprogram the Wound Microenvironment via ROS Scavenging Independent of Cellular Uptake
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本研究针对口腔白斑（OLK）光动力疗法（PDT）中药物在湿润动态口腔环境中难以有效驻留的临床挑战，开发了一种由丙烯酸、壳聚糖和聚多巴胺组成的粘膜粘附性水凝胶载药系统（ALA-Gel）。该凝胶在体外及大鼠OLK模型中均显示出优异的湿态粘附、持续释药及生物相容性，介导的PDT可有效诱导异常细胞死亡、抑制恶性转化。初步临床试验进一步验证了其增强患者舒适度与治疗效果的潜力，为OLK的管理提供了一种极具转化前景的微创原位治疗新策略。
口腔白斑（OLK）是一种公认的口腔癌前病变，如同一枚潜藏的“定时炸弹”，若不加以干预，有相当比例会恶变为口腔鳞状细胞癌。目前，基于5-氨基酮戊酸（ALA）的光动力疗法（PDT）凭借其微创和高选择性的优点，已成为管理OLK的一种有前景的手段。然而，理想很丰满，现实却很“湿滑”——口腔内湿润、动态的环境，使得常规的ALA外用制剂难以有效粘附和驻留，导致病灶部位药物浓度不足、治疗效果打折扣。患者也常常因为复杂的给药程序而感到不适。那么，如何为ALA在口腔内打造一个既能“粘得牢”、又能“缓释药”的“特快专递”呢？
为了解决这些瓶颈，一个来自国内的研究团队在《Materials Today Bio》上发表了一项研究，他们巧妙设计并合成了一种新型的粘膜粘附性水凝胶载药系统（ALA-Gel），旨在提升ALA-PDT对OLK的治疗效果。研究人员将丙烯酸（AA）、壳聚糖（CHI）、聚多巴胺（PDA）和ALA通过化学交联，构建了这种水凝胶。PDA的引入赋予了凝胶出色的水下粘附能力，使其能够牢固地附着在湿润的口腔粘膜上。随后，他们通过一系列体外、体内实验以及初步的临床试验，系统评估了ALA-Gel的物理特性、药物释放行为、生物安全性及治疗效果。
本研究采用了多项关键技术方法。在材料表征方面，运用了扫描电子显微镜（SEM）观察微观结构，并利用振荡流变仪表征其粘弹性。通过体外扩散池模型评估了药物的释放动力学。在生物学评估中，采用了细胞活性检测（CCK-8法）、活性氧（ROS）检测和活/死细胞染色（Calcein-AM/PI）等技术，在多种口腔细胞系上验证了凝胶介导的PDT效果及其生物相容性。动物研究采用了4-硝基喹啉-1-氧化物（4NQO）诱导的大鼠OLK模型，并通过组织病理学（H&E染色）和免疫组化（Ki-67, p53）评估治疗效果。临床研究部分纳入了30名OLK患者，评估了凝胶的粘附性、患者舒适度及初步疗效。
研究结果
2.1. ALA-Gel的构建与表征
研究人员成功构建了ALA-Gel。扫描电镜显示，载药前后水凝胶的微观结构无显著变化。
流变学测试表明温度影响其交联动力学。重要的是，粘附性能测试证实，ALA-Gel在离体猪舌粘膜上表现出优异的剪切强度（81.4 ± 6.4 kPa）和界面韧性（242.1 ± 5.3 J·m
?2），并且能在水下及多种材料表面稳定粘附，证明了其适用于口腔环境。
2.2. ALA-Gel增强PDT效率
体外细胞实验表明，ALA-Gel能快速释放药物。在口腔白斑细胞（Leuk-1）中，与游离ALA类似，ALA-Gel介导的PDT能显著提高细胞内活性氧（ROS）水平，并有效诱导细胞死亡。该效应在异常口腔角质形成细胞（DOK）和口腔鳞癌细胞（CAL-27）中也得到验证，表明其具有广谱的抗肿瘤细胞潜力。
2.3. ALA-Gel对正常细胞具有生物安全性
与正常细胞（小鼠成纤维细胞NIH/3T3、人角质形成细胞HaCaT、人内皮细胞HUVEC）共培养实验显示，在不进行激光照射的情况下，ALA-Gel本身对细胞生长和增殖无明显影响，证明了其良好的生物相容性。
2.4. ALA-Gel在癌变模型中的治疗效果
在4NQO诱导的大鼠OLK模型中，ALA-Gel表现出长达3小时的舌面粘附。经过激光照射治疗后，与对照组和空白水凝胶组相比，ALA-Gel治疗组大鼠舌部白斑病变面积显著减小，组织病理学显示上皮异型增生得到抑制。免疫组化分析进一步显示，治疗组中细胞增殖标志物Ki-67和肿瘤抑制蛋白p53的阳性表达率显著降低，表明ALA-Gel介导的PDT有效抑制了上皮细胞增殖，可能阻止了OLK的恶性转化。
2.5. ALA-Gel的临床粘附性评估和疗效评价
一项纳入30名OLK患者的初步临床试验评估了ALA-Gel的临床应用性能。该凝胶易于敷贴，患者在治疗期间可正常说话。定量评估显示，敷贴后30、60和120分钟的位移率分别为0%、3%和10%，粘附性能良好。患者舒适度评分（平均4.77分）显著优于常规给药系统。疗效评估显示，在可评估的15名患者中，完全缓解（CR）5例，部分缓解（PR）8例，总缓解率（TR）达86.7%，优于传统疗法。
结论与讨论
本研究成功开发了一种用于递送ALA的粘附性水凝胶（ALA-Gel），以增强PDT疗效并预防OLK恶性转化。该凝胶通过化学交联合成，具有优异的湿态粘附性，适用于口腔环境。其能够实现在病灶部位的持续药物释放，在体外能有效产生ROS并诱导白斑细胞死亡，同时对正常细胞展现出良好的生物相容性。在大鼠OLK模型中，该凝胶实现了长时间的口腔内滞留，经激光照射后有效遏制了白斑的恶性进展。初步的临床应用进一步证实，与常规治疗相比，该策略显著提升了患者舒适度和治疗效果。
这项工作的重要意义在于，它直接针对当前口腔局部PDT面临的核心临床挑战——药物递送效率低和患者依从性差，提出了一个创新性的材料学解决方案。通过整合聚多巴胺的粘附特性与水凝胶的缓释能力，ALA-Gel系统实现了药物的原位、长效、高效递送，从而可能提高单次治疗疗效，并有望减少治疗周期。该研究不仅为OLK的微创治疗提供了一种具有高转化潜力的新选择，其基于粘附性水凝胶的局部药物递送策略，也为其他粘膜表面疾病的靶向治疗提供了有价值的参考。
