科创中国

行业领域

新材料产业,生物产业

需求背景

需求背景 目前的癌症治疗手段主要包括手术切除、放化疗治疗和介入性栓塞治疗。其中手术切除仅适用于10%-20%的患者，且癌细胞无限增值速度快，扩散速度快使得手术切除治疗效果有限，有时即使肿瘤体积很小，也无法肯定它没有远处的微转移，而且，在肿瘤的早期，癌细胞可能已经通过血管或淋巴管向身体其他部位转移了，因此，手术切除仅适用于早期肿瘤治疗，同时，手术切除还有促进肿瘤转移性复发的副作用，因为手术对癌症患者的免疫力会造成一定的损害，手术过程中也存在较大的风险，如果在手术过程中未保护好切口或正常组织，破坏或挤压了肿瘤组织等都会造成肿瘤细胞的扩散。放化疗治疗则具有较大的副作用，比如，精神萎靡、气短乏力、面色无华、食欲不振等症状，还有恶心、呕吐等，而最大的问题是放化疗导致白细胞低和由此而引起的易感染等问题。因此，通过引入栓塞物质阻断肿瘤细胞的营养供给血管而杀死肿瘤细胞的介入性栓塞治疗成为部分肿瘤治疗的首选方案，因为该治疗手段具有创伤小，操作简单安全、恢复快、并发症少、费用较低且治疗效果好等优点。 目前的栓塞材料有液体栓剂、微颗粒栓剂和弹簧圈栓剂三种，液体栓剂包括碘化油和超液态碘化油，微颗粒栓剂包括明胶海绵微颗粒、淀粉酶微颗粒、海藻酸钙微颗粒和聚乙烯醇微颗粒，弹簧圈栓剂目前主要采用钨和铂金材料。 由于介入性栓塞治疗需要高选择性地栓塞于特定尺寸的血管位置，因此，对栓塞微球的尺寸、单分散性、表面性质和结构等均由严格的要求。然而目前市面上的栓塞微颗粒产品类型少、应用场景单一、形貌结构单一、均一性差、流动性差、栓塞率较低。因为目前的栓塞微颗粒的制备方法所制备的微颗粒的尺寸均是在某一微米尺寸范围内，难以实现尺寸均一且单分散良好的栓塞微颗粒的制备，从而限制了其临床治疗效果。 因此，仍需开发新型规模化制备技术来制备尺寸均一且单分散性良好的栓塞微颗粒，以期实现高性能栓塞治疗。

需解决的主要技术难题

本产品采用微流控技术制备，可以实现均一微球的可控制备，同时其尺寸可以灵活调节，需解决：集成微流控技术，使其可以实现微流控技术的放大，从而满足工业化批量生产；

期望实现的主要技术目标

a.集成微流控技术，日生产产品量达10 kg；

b.产品均一性和单分散性良好，CV≤5%；

      c.微球尺寸范围50μm-1200μm。

需求解析

解析单位：“科创中国”中国技术经济学会产业科技服务团（中国技术经济学会） 解析时间：2022-11-14

王黎明

四川大学国家大学科技园

部门主任

综合评价

微球技术的改进使经导管介入治疗的临床应用日益扩大。早期栓塞材料，包括自体血凝块、弹簧圈和明胶海绵，被证明有助于治疗急性出血。然而，当需要更末梢栓塞时，它们缺乏必要的改进。此外，由于它们不可预测的大小和形状，非靶向栓塞的风险很高。气体交换发生在末梢微血管中，这里的小动脉和毛细血管的直径为10 - 30 μm。即使采用最佳的栓塞技术，也常常导致更近端血管(直径为> 40 µm)的阻塞。鉴于近端栓塞的特性，组织灌注将通过侧枝循环和新的灌注血管持续存在。Johnson等人在兔肿瘤模型中量化了这种残余灌注。用100 - 300 μm的微球栓塞肿瘤至血流停滞，仅使56%的肿瘤微血管血流停止。栓塞至停滞和接近停滞之间的主要区别在于新的灌注微血管的出现，而这在栓塞至血流停滞的肿瘤中几乎不存在。我们最近的研究通过评估不同大小的微球 (40-60 µm vs 70-150 µm) 栓塞后肿瘤微血管的缺氧程度，证实了这些发现。 本产品采用微流控技术制备，可以实现均一微球的可控制备，同时其尺寸可以灵活调节，需解决：集成微流控技术，使其可以实现微流控技术的放大，从而满足工业化批量生产；

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