膀胱癌是全球常見的惡性腫瘤之一，其中絕大多數初診患者屬于非肌層浸潤性膀胱癌（NMIBC）。目前，經尿道切除術后輔以卡介苗（BCG）膀胱內灌注免疫治療是中高風險NMIBC患者的“金標準"方案。BCG通過激活局部免疫反應，誘導細胞毒性T淋巴細胞清除腫瘤細胞，有效降低復發與進展風險。

然而，傳統BCG療法存在一個顯著缺陷：灌注的BCG會隨著患者排尿在短時間內（約2小時）被迅速清除，無法在膀胱內維持足夠長的作用時間，從而嚴重限制了其免疫激活效果和最終療效。現有的延長滯留策略，如粘附性水凝膠或外部磁場引導系統，又分別存在干擾膀胱正常功能或設備復雜、難以普及的局限性。

圖 BCG-MBs用于膀胱癌（BC）膀胱內免疫治療的應用示意圖

針對這一臨床挑戰，中山大學研究團隊近期開發了一種創新性的藥物遞送平臺——基于浮動空氣微氣泡的BCG遞送系統（BCG-MBs）。該系統成功地將BCG封裝于內部充滿空氣的微氣泡中，利用其遠低于尿液的密度（平均密度僅509.82 kg/m3），使其能穩定漂浮于尿液之上，即使排尿也能大量滯留于膀胱內，從而實現BCG的長期緩慢釋放

圖 BCG-MBs的制備與表征

研究團隊通過乳化、交聯與冷凍干燥技術制備了這種三層結構（空氣核心、中間溶液層和外層殼）的微球，并使用澤攸科技ZEM系列臺式掃描電鏡對其進行了關鍵的表征。掃描電鏡圖像清晰展示了微氣泡的規則球形結構以及BCG在表面的分布狀態，證實了制備的成功

圖 在尿液收集管和SD大鼠膀胱中表征BCG-MBs的漂浮和滯留特性

在生物學驗證中，該系統展現出巨大優勢。體外實驗證明，BCG-MBs在尿液中能保持超過50%的漂浮率長達24小時，并持續釋放活性BCG。在原位膀胱癌大鼠模型中，與傳統BCG灌注組相比，單次BCG-MBs治療即可實現顯著且持久的抗腫瘤效果：抑制腫瘤生長、維持動物體重、并實現100%的生存率。其作用機制在于能持續激活更強的Th1型免疫反應，關鍵細胞因子如IL-2水平顯著升高。

該研究的成功得益于其巧妙的物理設計理念，無需復雜外部設備，也避免了對膀胱功能的干擾，為解決BCG滯留問題提供了全新、簡單且高效的方案。更重要的是，該微氣泡平臺具有高度的可擴展性，未來不僅能裝載不同藥物（如化療藥、核酸藥物），還有望應用于其他管腔器官疾病的治療，展現出廣闊的臨床轉化前景。

相關成果以“Prolonged Release of Bacillus Calmette–Guérin by Floating Microbubbles to Enhance Intravesical Immunotherapy for Bladder Cancer"為題發表于國際期刊《ACS Nano》。

關于本研究所用設備：

澤攸科技ZEM系列臺式掃描電鏡具備高集成度、快速抽真空、高成像速度等特點，對安裝環境要求低，操作簡便，是進行材料形貌觀測與成分分析的得力工具，現已廣泛應用于眾多高校、研究所及企業。