微米和纳米科技材料

令人兴奋,有望根治癌症!深圳大学合作研发出一种新型纳米材料

纳米材料是有效治疗各种癌症的新兴治疗方法,但是,在未临床应用之前仍存在着安全性等挑战性问题仍有待解决。本文报道了一种基于光热治疗(PPT)令人兴奋且有希望根除癌症的方法(demonstrate an exciting and promising PTT-based approach for cancer eradication)。

二维(2D)纳米材料由于其独特的层状结构和优异的光学性质使其在光热治疗(PPT)癌症中展现了巨大的应用前景。然而,材料毒性高,功效一般和分布均匀性差等不足之处仍然是妨碍其临床应用的关键问题。因此,迫切需要开发一种通用的纳米材料以满足临床应用的目的。

近日,深圳大学张晗教授,瑞典卡罗林斯卡研究所曹义海教授和南方科技大学附属第一医院 Liping Liu(通讯作者)开发了一种稳定,高度均匀且无毒的,基于碲-硒(TeSe)的横向异质结纳米材料。相对于其他健康组织,在小鼠中的TeSe纳米粒子能够表现出系统性的肿瘤的靶向能力,且TeSe纳米粒子在临床前模型中几乎可以完全消除肺癌和肝细胞癌。与肿瘤抑制一致,光热治疗(PPT)改变了肿瘤的微环境并诱导了大量的癌细胞凋亡。总之,本文报道了一种基于光热治疗(PPT)令人兴奋且有希望根除癌症的方法。相关论文以题为“Eradication of tumor growth by delivering novel photothermal selenium-coatedtellurium nanoheterojunctions”发表在Science Advances上。

论文链接

https://advances.sciencemag.org/content/6/15/eaay6825

令人兴奋,有望根治癌症!深圳大学合作研发出一种新型纳米材料

纳米材料是有效治疗各种癌症的新兴治疗方法,其治疗机制多种多样,包括作为光热剂,光动力剂,药物释放平台和光声成像(PAI)增强剂。其中,2D纳米材料由于其在疾病诊断和治疗方面的相关潜力,已在医学领域引起了广泛关注。诸如黑磷(BP)之类的光敏纳米材料通过释放光热能和化学治疗剂表现出协同抗肿瘤作用。其他2D纳米材料,例如还原的氧化石墨烯(rGO)和过渡金属卤化碳,已应用于各种治疗环境。

但是,在未临床应用之前,在该领域中的一些挑战性问题仍有待解决,包括第一,生物安全是临床开发的先决条件,包括短期和长期的安全问题。在大多数情况下,尽管会降低治疗效果,但可以通过降低剂量来缓解这些不良反应。第二,应当实现对现有方法的高疗效或与常规疗法相结合的协同功效。第三,用于临床的纳米材料应该是均质的,从而实现在所有癌症患者中发挥相同的功能。最后,稳定性和生物可降解性是附加因素。理想的治疗性纳米材料应在稳定性和降解性之间达到动力学平衡,从而使治疗效果最大化,并将副作用最小化。

尽管许多现有的2D纳米材料是多功能的,但它们在的癌症治疗中显示出各种程度上的不足。其中,碲是硫族元素的一员,是制造工业仪器的重要元素。在过去的几十年中,使用水热法,溶剂热法和真空气相沉积等已经制造出各种Te纳米结构,再通过合理设计实现不同形貌的Te纳米材料。在所有这些结构中,只有少数几个在生物医学领域能够成功应用。碲纳米材料虽然在空气中稳定,但在水和其他溶剂中通常不稳定此外,与降解相关的产物通常通过在细胞中形成应力颗粒而具有毒性。

在本研究中,作者制备了一种新型硒包覆的碲纳米异质结(TeSe)的2D横向异质结,具有极高的生物相容性和形状均匀性,从而展现了明显的靶向肿瘤和抗肿瘤作用。此外,还展现了TeSe纳米材料的抗癌功效,相关机理及其对肿瘤微环境(TME)的影响。

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图1.TeSe纳米材料的形貌

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图2.TeSe纳米材料的物理性质

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图3.TeSe纳米材料的生物安全性评估

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图4.肿瘤靶向效率的研究

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图5.体外和体内PTT

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图6.PTT后的TME变化

总之,本文证明了TeSe纳米材料的均匀,稳定和无毒的特征。尽管仅由Te制成的纯纳米材料是有毒的,但用Se涂层可以完全消除Te的毒性。而且,可以通过改变Te和Se之间的比例来证明TeSe横向异质结的纳米颗粒的尺寸是可控的,同时当Te:Se的比例为1:1时会产生均匀的椭圆形纳米颗粒,从而产生较高的光热转换,为发现抗癌纳米材料的临床实践提供了令人兴奋的可能性。(文:Caspar)

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