20世纪80年代初，当保拉·哈蒙德(PaulaHammond)作为一年级学生第一次来到麻省理工学院校园时，她不确定自己是否属于这里。事实上，正如她对麻省理工学院的听众所说，她感觉自己像“冒名顶替者”。

然而，这种感觉并没有持续多久，哈蒙德开始在她的同学和麻省理工学院的教师中找到支持。“社区对我来说真的很重要，让我感觉自己有归属感，感觉自己在这里有一席之地，而且我找到了愿意拥抱我并支持我的人，”她说。

哈蒙德是一位世界知名的化学工程师，她的大部分学术生涯都在麻省理工学院度过，她在2023-24年小詹姆斯·R·基利安教师成就奖演讲中发表了上述言论。

基利安奖于1971年设立，旨在表彰麻省理工学院第十任校长詹姆斯·基利安(JamesKillian)，旨在表彰麻省理工学院教职员工取得的非凡专业成就。颁奖词称，哈蒙德获选今年的奖项“不仅是因为她巨大的专业成就和贡献，还因为她真诚的热情和人性、她的深思熟虑和有效的领导力，以及她的同理心和道德”。

“哈蒙德教授是纳米技术研究的先驱。她的项目从基础科学延伸到医学和能源领域的转化研究，她引入了设计和开发用于癌症治疗和非侵入性成像的复杂药物输送系统的新方法。”文学界人士，颁奖者。“作为她的同事，我们很高兴今天庆祝她的职业生涯。”

一月份，哈蒙德开始担任麻省理工学院负责教务的副教务长。在此之前，她担任化学工程系主任八年，并于2021年被任命为研究所教授。

多功能技术

哈蒙德在底特律长大，她认为父母灌输了对科学的热爱。她的父亲是当时极少数获得生物化学博士学位的黑人之一，而她的母亲在霍华德大学获得了护理硕士学位，并在韦恩县社区学院创办了护理学校。哈蒙德指出：“这为底特律地区的女性，包括有色人种女性提供了大量机会。”

1984年从麻省理工学院获得学士学位后，哈蒙德担任工程师，然后作为研究生返回该研究所，并于1993年获得博士学位。在哈佛大学完成两年博士后后，她于1995年返回麻省理工学院任教。。

哈蒙德研究的核心是她开发的一种技术，用于制造基本上可以“收缩包裹”纳米粒子的薄膜。通过调整这些薄膜的化学成分，可以定制颗粒以输送药物或核酸并靶向体内的特定细胞，包括癌细胞。

为了制造这些薄膜，哈蒙德首先将带正电的聚合物分层到带负电的表面上。然后，可以添加更多层，交替带正电和负电的聚合物。每一层都可能含有药物或其他有用的分子，例如DNA或RNA。其中一些薄膜包含数百层，其他薄膜只有一层，这使得它们具有广泛的应用。

“逐层处理的好处是我可以选择一组具有良好生物相容性的可降解聚合物，并且我可以将它们与我们的药物材料替代。这意味着我可以在薄膜内的不同点构建包含不同药物的薄膜层，”哈蒙德说。“然后，当薄膜降解时，它可以以相反的顺序释放这些药物。这使我们能够使用简单的水基技术创建复杂的多药薄膜。”

哈蒙德描述了如何使用这些逐层薄膜来促进骨骼生长，其应用可以帮助患有先天性骨骼缺陷的人或遭受外伤的人。

为此，她的实验室制作了含有两种蛋白质层的薄膜。其中之一，BMP-2，是一种与成体干细胞相互作用的蛋白质，诱导它们分化成骨细胞，产生新骨。第二种是称为VEGF的生长因子，它能刺激新血管的生长，帮助骨骼再生。这些层被应用到一个非常薄的组织支架上，可以植入受伤部位。

Hammond和她的学生设计了这种涂层，一旦植入，它就会在一周左右的时间内提前释放VEGF，并持续释放BMP-2长达40天。在对小鼠的一项研究中，他们发现这种组织支架刺激了新骨的生长，这与天然骨几乎没有区别。

针对癌症

作为麻省理工学院科赫综合癌症研究所的成员，Hammond还开发了逐层涂层，可以提高用于癌症药物输送的纳米颗粒的性能，例如由PLGA聚合物制成的脂质体或纳米颗粒。

“我们有各种各样的药物载体，我们可以用这种方式包装。我认为它们就像一个大块糖，里面有各种不同层的糖果，它们一次溶解一层，”哈蒙德说。

使用这种方法，哈蒙德创造了可以向癌细胞发出一二击的粒子。首先，颗粒释放一定剂量的核酸，例如可以关闭癌基因的短干扰RNA(siRNA)，或可以激活肿瘤抑制基因的微小RNA。然后，这些颗粒释放出顺铂等化疗药物，细胞现在更容易受到这种药物的影响。

这些粒子还包括一个带负电的外部“隐形层”，可以保护它们在到达目标之前不被血液分解。通过掺入与肿瘤细胞上丰富的蛋白质结合的分子，还可以对该外层进行修改，以帮助颗粒被癌细胞吸收。

在最近的工作中，哈蒙德已经开始开发可以靶向卵巢癌并有助于预防化疗后疾病复发的纳米颗粒。在大约70%的卵巢癌患者中，第一轮治疗非常有效，但其中大约85%的病例肿瘤会复发，而且这些新肿瘤通常具有高度耐药性。

通过改变药物输送纳米粒子的涂层类型，哈蒙德发现这些粒子可以设计成进入肿瘤细胞内部或粘附在其表面。她利用粘附在细胞上的颗粒设计了一种治疗方法，可以帮助启动患者对任何复发性肿瘤细胞的免疫反应。

“对于卵巢癌，该空间中存在很少的免疫细胞，并且由于它们没有大量免疫细胞，所以很难加速免疫反应，”她说。“然而，如果我们能够将一种分子传递到邻近的细胞(那些少数存在的细胞)并让它们加速，那么我们也许能够做一些事情。”

为此，她设计了能够传递IL-12的纳米粒子，IL-12是一种细胞因子，可以刺激附近的T细胞发挥作用并开始攻击肿瘤细胞。在一项针对小鼠的研究中，她发现这种治疗可诱导长期记忆T细胞反应，从而防止卵巢癌复发。

哈蒙德在结束演讲时描述了该研究所对她整个职业生涯产生的影响。

“这是一次变革性的经历，”她说。“我真的认为这个地方很特别，因为它将人们聚集在一起，使我们能够一起做一些我们单独做不到的事情。正是我们从朋友、同事和学生那里得到的支持才真正使一切成为可能。”