结直肠癌腹膜转移（CCPM）因病灶广泛播散、局部治疗困难和免疫抑制微环境显著而成为临床治疗的重要挑战。传统腹腔热灌注化疗（HIPEC）虽然能够局部给药，但存在药物滞留时间短、缺乏靶向性、无法实现序贯治疗及毒副作用较大等局限。针对这一难题，本研究创新性地将人工智能（AI）与3D打印技术相结合，构建了一种AI优化设计的双层药物植入物，实现化疗与免疫治疗药物的精准时序释放，为结直肠癌腹膜转移个体化治疗提供了全新思路。相关成果以 “AI-Optimized 3D-Printed Dual-Layer Implant: Resolving Chemo-Immunotherapy Sequential Administration Dilemma for Colorectal Cancer Peritoneal Metastasis”为题，发表于国际知名期刊Advanced Materials。
图1：AI优化的3D打印双层植入体序贯释药的示意图
近年来研究发现，化疗诱导的免疫原性细胞死亡（ICD）能够释放肿瘤抗原和损伤相关分子模式（DAMPs），启动免疫致敏；随后给予免疫治疗能够进一步解除免疫抑制，产生持久免疫记忆，两者具有明显的协同作用。然而，现有临床给药方式难以实现先化疗、后免疫治疗的理想时序，导致协同治疗效果受到限制。此外，腹膜转移病灶分散、腹腔环境复杂，也使持续、局部、精准给药面临巨大挑战。
针对上述问题，本课题开发了一种AI辅助设计的3D打印双层植入体LEH@OG。该植入物采用光交联GelMA构建外层壳体，内部包载热敏水凝胶核心，通过人工智能模型预测并优化壳层厚度、材料浓度和结构参数，使外层在约48小时后精准降解并释放内核，实现精准时序给药。
复旦大学药学院硕士研究生汤唯一为论文第一作者，孙涛教授为论文的通讯作者，蒋晨教授和香港大学汪嘉琪教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、上海市科技重大专项、平原实验室公开资助和张江实验室的支持。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.73990
