用光敏纳米生物材料治疗癌症


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用光敏纳米生物材料治疗癌症


江苏激光联盟导读:
目前 , 用激光治疗癌症和其他疾病在临床环境中并不被视为常规疗法 , 但使用纳米颗粒的新方法在改进现有技术方面显示出一定的前景 。

PDT和PTT联合治疗脑肿瘤 。 双功能纳米颗粒用于PDT/PTT组合方法 。 在PDT中 , 产生ROS的PS可以附着在纳米颗粒上并传递到肿瘤 。 纳米颗粒和辐照激光束的结合增加了微血管的通透性 , 从而将不可扩散的药物转移到血管壁上 。 来源:Nasseri等
一种被称为光热疗法(PTT)的技术 , 将激光转化为可以靶向并杀死肿瘤细胞的热量 。 另一种技术是光动力疗法(PDT) , 它利用激光产生活性氧(ROS) , 如羟基自由基、单线态氧、超氧自由基和过氧化氢 , 可对肿瘤细胞造成破坏 。

光热和光动力癌症治疗纳米材料 , 应用物理学评论(2022年) 。
在《应用物理学评论》中 , 一个多国研究团队回顾了纳米颗粒增强PDT和PTT领域的现状 , 并重点将这两种技术结合起来 , 以实现最高水平的治疗效率 。
通过将PTT或PDT与纳米材料相结合 , 研究人员已经能够应用这些类型的光疗 , 同时也可以将药物输送到身体中其他无法到达的部位 。 还可以将PTT和PDT结合到单一治疗中 , 创造出更强大的治疗方法 。
纳米颗粒的表面可以被修饰以将光敏分子附着到表面 。 这允许吸收特定波长的光 。 在PTT方法中 , 该光被转换为热 。 在PDT中 , 光线产生ROS 。 为了PDT的成功 , 必须有足够的环境氧气来产生足够的活性氧来杀死肿瘤细胞 。

光动力疗法(PDT)光敏剂和光化学机制 。 这两种不同的途径控制PDT , 其中途径2涉及PDT中单线态氧的产生 , 而途径1涉及自由基或活性氧(ROS)的产生 , 两者都参与癌细胞的杀伤 。
伊朗医科大学的作者Masoud Mozafari说:“在使用这种策略的癌症治疗中 , 激光对组织的穿透深度对于决定治疗效率至关重要 。 ”
控制穿透深度的因素包括光束形状、光波长、激光强度和光束半径 。 一种强有力的方法是将PDT与化疗等传统医学治疗相结合 , 以创建光动力抗菌化疗 。

PDT的不同应用 。 抑制肿瘤血管生成(左) , 防止癌细胞的异常增殖(中) , 消除致病细菌细胞的生物膜(右) 。
纳米颗粒可用于向肿瘤部位输送化疗药物或抗生素 。 当光线照射时 , 在肿瘤中产生ROS分子 , 杀死肿瘤细胞和细菌 , 抗生素可以释放出来 , 以防止治疗区域的感染 。
对纳米颗粒表面的其他修饰可以使其穿过血脑屏障 , 从而可以治疗脑肿瘤 。
这项工作中回顾的一组研究涉及金纳米棒 , 这种纳米棒的表面附着着狂犬病病毒的糖蛋白 。 由于这种病毒会自然感染大脑 , 因此金纳米棒能够穿透血脑屏障并靶向脑肿瘤 。 然后应用激光照射纳米棒 , 使其产生局部热量 , 杀死肿瘤细胞 。

用于PTT/PDT联合治疗和荧光成像的金纳米棒(GNR-AlPcS4)的示意图和表征 。
这些技术也可用于治疗其他医学问题 , 如动脉粥样硬化、疤痕清除、脓肿、无法愈合的溃疡或牙科感染 。
【用光敏纳米生物材料治疗癌症】来源:Nanomaterials for photothermal and photodynamic cancer therapyApplied Physics Reviews (2022). aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0047672

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