纳米材料应用于光热治疗-综述
纳米颗粒在药物给药和治疗中的应用

纳米颗粒在药物给药和治疗中的应用引言:随着纳米科技的迅速发展,纳米颗粒作为一种新型的药物载体,逐渐被广泛应用于药物给药和治疗领域。
纳米颗粒具有独特的物理、化学和生物学特性,可以提高药物的溶解度、稳定性和生物利用度,同时减少药物的副作用。
本文将探讨纳米颗粒在药物给药和治疗中的应用,包括纳米颗粒在靶向药物传输、缓释控释、靶向诊断和光热治疗中的应用。
一、纳米颗粒在靶向药物传输中的应用纳米颗粒可以通过合适的表面修饰来实现对特定靶点的选择性靶向。
例如,利用表面修饰的抗体、配体或肽等可以与疾病细胞上特定的受体结合,从而提高药物的靶向性和治疗效果。
此外,纳米颗粒的小尺寸和大比表面积可以增加药物在体内的循环时间,延长药物的作用时间。
二、纳米颗粒在缓释控释中的应用纳米颗粒可以通过调控其物理和化学性质来实现药物的缓释控释。
例如,通过改变纳米颗粒的粒径、表面电荷和结构等属性,可以调控药物在纳米颗粒内的溶解度和释放速度。
这种缓释控释的特性使得药物可以持续释放,达到稳定的治疗效果,减少药物频繁给药的需求。
三、纳米颗粒在靶向诊断中的应用纳米颗粒作为一种优良的影像对比剂,在靶向诊断中具有广泛应用前景。
通过表面修饰,纳米颗粒可以特异性地与疾病标志物结合,从而在影像检测中实现准确的靶向诊断。
而且,纳米颗粒具有较大的表面积、高比表面积和磁性等特点,可以提高影像对比度和灵敏度,有助于提高诊断的准确性。
四、纳米颗粒在光热治疗中的应用光热治疗是一种基于纳米颗粒的热效应原理的治疗方法。
纳米颗粒在外界光激发下会释放热量,并使周围组织升温,进而破坏病变细胞。
这种光热治疗不仅具有高效的杀伤作用,而且可以实现非侵入性治疗,减少患者的痛苦和副作用。
因此,纳米颗粒在光热治疗中的应用具有巨大的潜力。
结论:纳米颗粒作为一种新型的药物载体,在药物给药和治疗中具有广泛的应用前景。
通过合适的表面修饰,纳米颗粒可以实现对特定靶点的选择性靶向,提高治疗效果。
同时,纳米颗粒可以通过调控药物的缓释控释,延长药物的作用时间。
纳米材料在肿瘤光热治疗的研究进展

纳米材料在肿瘤光热治疗的研究进展肿瘤是现今社会威胁人类生命健康的一大杀手,也是现代人类医疗保健领域面临的巨大挑战。
据统计,全球范围内仅在20XX年即有超过820万人死于恶性肿瘤,而且近年来肿瘤发病率仍在逐年上升。
目前,临床上针对肿瘤的传统治疗方法主要有手术切除、放射疗法和化学疗法3种,但这些方法都存在一定的局限性,如治疗过程中手术风险较高、放化疗的不良反应较大、缺乏特异性以及容易出现耐药性等问题。
而且许多恶性肿瘤在发现时已经发生转移,传统的治疗方法对于转移后的肿瘤作用极其有限,这也是恶性肿瘤致死率难以得到有效控制的一大原因。
近年来,纳米医学的发展为肿瘤诊疗提供了新的可能性。
其中,基于纳米材料的光热疗法作为一种肿瘤治疗的新手段,因其肿瘤特异性高、创伤小以及并发症少等优势,逐渐引起了人们的广泛关注。
光热疗法是采用对于人体组织有较强穿透能力的近红外光作为能量源,使通过各种靶向技术主动或被动富集在患处的纳米光热治疗剂在近红外光的照射下产生热量,从而达到破坏肿瘤组织,治疗肿瘤的目的。
近年来已有不少研究发现,纳米光热材料产生的热能不仅具有直接杀灭肿瘤细胞的作用,还可以抑制肿瘤的转移。
此外,纳米光热材料还可以通过表面修饰等手段起到造影作用,或与化学疗法、放射疗法和免疫疗法等协同治疗,成为有效对抗肿瘤的多功能诊疗剂。
目前,纳米光热材料主要有无机纳米光热材料和有机纳米光热材料两大类。
本文主要综述多种无机纳米光热材料,讨论它们在肿瘤光热疗法中的多功能应用进展。
无机纳米材料是较早进入研究者视野的一种可应用于肿瘤光热治疗的纳米材料。
目前研究比较多的无机纳米光热材料主要包括贵金属纳米粒子、金属硫族化合物纳米材料、碳基纳米材料、磁性纳米粒子以及量子点等类型。
这些无机纳米光热材料通常都具有一系列优异性质,如近红外光吸收能力较强、光热转换效率较高、易于制备及改性,并且常伴有其他较好的特性使它们能同时应用于荧光成像、光声成像或者核磁共振成像等。
《硒化镍纳米复合物在肿瘤光热治疗中的应用》

《硒化镍纳米复合物在肿瘤光热治疗中的应用》一、引言肿瘤一直是威胁人类生命健康的重大疾病之一。
随着纳米技术的快速发展,光热治疗作为一种新兴的肿瘤治疗方法,因其具有高精度、微创、低副作用等优点,受到了广泛关注。
硒化镍纳米复合物作为一种新型的光热治疗材料,因其独特的物理化学性质和良好的生物相容性,在肿瘤光热治疗中展现出了巨大的应用潜力。
本文旨在探讨硒化镍纳米复合物在肿瘤光热治疗中的应用及其作用机制。
二、硒化镍纳米复合物的性质与制备硒化镍纳米复合物是一种由硒化镍纳米粒子与其他材料复合而成的纳米材料。
其具有较高的光热转换效率、良好的生物相容性、易于合成和修饰等优点。
制备硒化镍纳米复合物的方法主要包括化学合成法、物理气相沉积法等。
其中,化学合成法因其操作简便、成本低廉等优点,被广泛应用于实验室研究和工业生产。
三、肿瘤光热治疗的原理与现状肿瘤光热治疗是一种利用光热转换材料将光能转化为热能,从而达到杀死肿瘤细胞的治疗方法。
其原理是将光热转换材料注入体内,通过特定波长的光照射,使材料产生高热,从而破坏肿瘤细胞。
目前,常用的光热转换材料包括金纳米材料、碳基材料等。
然而,这些材料在生物相容性、光热转换效率等方面存在一定的局限性。
因此,寻找新型的光热转换材料成为研究热点。
四、硒化镍纳米复合物在肿瘤光热治疗中的应用硒化镍纳米复合物作为一种新型的光热转换材料,在肿瘤光热治疗中展现出了巨大的应用潜力。
首先,硒化镍纳米复合物具有较高的光热转换效率,能够在光照下产生较高的温度,从而有效杀死肿瘤细胞。
其次,硒化镍纳米复合物具有良好的生物相容性,能够降低机体的免疫排斥反应。
此外,硒化镍纳米复合物还具有易于合成和修饰等优点,便于进行后续的生物医学应用研究。
在具体应用方面,研究者们将硒化镍纳米复合物通过静脉注射、局部注射等方式注入体内,然后利用近红外光、激光等光源进行照射。
实验结果表明,硒化镍纳米复合物能够有效地杀死肿瘤细胞,同时对正常组织损伤较小。
纳米材料在医学中的应用

纳米材料在医学中的应用纳米材料是近年来兴起的研究领域,其特殊的结构和性质使其在医学领域具有广泛的应用前景。
本文将讨论纳米材料在医学中的应用,并探讨其中的关键技术与发展趋势。
一、纳米材料在药物传递系统中的应用由于纳米材料具有高比表面积、尺寸可控以及较大的药物载荷能力等特点,使其在药物传递系统中发挥重要作用。
纳米粒子可以作为药物的载体,通过调节纳米材料的尺寸和表面性质,实现药物的靶向输送和释放。
同时,纳米材料还可以保护药物免受生物酶的降解,提高药物稳定性。
例如,聚乳酸-co-乙酸乙二醇酯(PLGA)纳米粒子被广泛应用于抗癌药物的输送系统中。
二、纳米材料在诊断影像中的应用纳米材料在医学影像诊断中具有较好的应用前景。
通过调节纳米材料的尺寸和组成,可以使其具有较高的对比度和增强效果,从而提高影像的准确性和灵敏度。
纳米材料还可以用于生物标记物的检测和定位,实现早期癌症的准确定位。
例如,金纳米粒子可以作为肿瘤标记物,在X射线、MRI和光学影像等方面具有较好的应用潜力。
三、纳米材料在组织工程中的应用组织工程是一门研究将生物材料、细胞和生长因子等组合起来,以构建具有功能性的三维人工组织或器官的学科。
纳米材料在组织工程中发挥着重要的作用。
纳米纤维支架可以提供细胞黏附和生长的支持,促进组织的修复和再生。
纳米材料还可以模拟生物体内的生理环境,通过调控细胞外基质的生物力学特性,实现组织功能的重建。
四、纳米材料在光热治疗中的应用纳米材料在光热治疗中表现出独特的优势。
通过选择适当的纳米材料,并将其导入到肿瘤细胞中,可以利用光热效应将纳米材料转化为热能,从而局部破坏肿瘤细胞。
这种光热治疗方法具有非侵入性、局部性强和副作用小等特点,已被广泛应用于癌症治疗领域。
未来,纳米材料在医学中的应用将继续深入发展。
同时,纳米材料在医学中的应用也面临一些挑战,如纳米材料的安全性评价、长期稳定性等问题。
因此,需要进一步加强对纳米材料的研究和监管,确保其在医学领域的安全应用。
银纳米材料光热

银纳米材料光热
银纳米材料光热是指银纳米粒子在光照条件下产生的热效应。
近年来,随着纳米技术的不断发展,利用银纳米材料进行光热疗
法已经成为了一种新的治疗方法。
因为银纳米材料具有良好的光热转
换功能,可以通过光照激发纳米粒子产生热效应,用于肿瘤治疗、杀
菌和生物成像等领域。
在肿瘤治疗中,银纳米材料可以通过给予适当的光照,利用热效
应破坏癌细胞,达到治疗的效果。
通过选择适当的波长和能量密度,
可以使银纳米材料在癌细胞附近产生高温区域,以达到杀灭癌细胞的
效果。
由于银纳米材料具有较高的光吸收率和比表面积,因此在激发
过程中有更高的热释放效率和更好的治疗效果。
此外,银纳米材料还可以用于杀菌和生物成像等领域。
在杀菌中,银纳米材料可以通过通过在细菌表面捕获电子和破坏细菌的DNA来杀
死细菌。
在生物成像中,银纳米材料可以通过吸收和散射光线,产生
明亮的荧光信号,被用于细胞示踪和仪器检测。
总之,银纳米材料光热具有良好的热转换效率和治疗效果,在医学、生物成像和杀菌等领域都有着重要的应用前景。
因此,研究和应用银纳米材料光热技术可以为人类的健康和生活带来更多的福祉。
纳米材料在医学成像与治疗中的应用研究

纳米材料在医学成像与治疗中的应用研究随着科技的不断进步和发展,纳米材料作为一种具有独特性质的材料,逐渐成为医学领域中的研究热点。
纳米材料在医学成像和治疗中的应用已经取得了显著的进展,并显示出巨大的潜力。
本文将重点探讨纳米材料在医学成像和治疗中的应用研究。
一、纳米材料在医学成像中的应用研究医学成像是一项重要的临床技术,在疾病诊断和治疗中发挥着关键的作用。
纳米材料具有较小的尺寸和特定的物理化学性质,使其在医学成像中具有独特的优势。
1. 磁共振成像(MRI)中的纳米材料应用纳米材料在MRI中具有良好的应用前景。
通过将纳米材料作为MRI对比剂,可以提高图像的对比度和分辨率。
例如,纳米粒子作为MRI对比剂,可以在磁场中产生明显的信号,从而更好地显示被检测物体的形态和结构。
2. 荧光成像中的纳米材料应用纳米材料的荧光性能使其在荧光成像中具有广泛的应用潜力。
例如,通过将纳米材料与荧光染料结合,可以实现对细胞和组织的高灵敏度、高特异性的检测和成像。
3. CT扫描中的纳米材料应用纳米材料在CT扫描中的应用主要体现在增强剂方面。
纳米材料具有较高的X射线吸收能力,可以提供更明显的对比效果,从而改善CT图像的质量。
二、纳米材料在医学治疗中的应用研究除了在医学成像方面的应用,纳米材料在医学治疗中也发挥着重要的作用。
利用纳米材料的特殊性质,可以实现精确的靶向治疗和药物释放,提高治疗效果并减少副作用。
1. 纳米药物传输系统纳米材料可以作为药物传输平台,将药物通过纳米颗粒的载体实现靶向输送。
这种系统可以提高药物传输的效率,使药物更好地作用于靶位,从而减少对正常组织的损伤。
2. 纳米材料在光热治疗中的应用纳米材料在光热治疗中被广泛应用。
通过将纳米材料注入患者体内,利用纳米材料对光的敏感性,在外界光的刺激下,产生局部升温效应,从而破坏肿瘤组织并实现治疗效果。
3. 纳米材料在基因治疗中的应用纳米材料可以作为长链RNA或DNA的载体,用于基因治疗。
纳米颗粒在光热转换中的应用研究

纳米颗粒在光热转换中的应用研究近年来,随着纳米科技的进步和发展,纳米颗粒在各个领域的应用越来越广泛。
尤其是在能源转换领域,纳米颗粒在光热转换中起到了重要的作用。
本文将从纳米颗粒的基本概念、光热转换原理以及纳米颗粒在光热转换中的具体应用等方面进行探讨。
一、纳米颗粒的基本概念纳米颗粒是指尺寸在1-100纳米之间的微观颗粒。
由于其颗粒尺寸的微小,纳米颗粒具备很多特殊的物理和化学性质。
首先,纳米颗粒的比表面积大大增加,因此具有更多的表面活性位点,使其在反应活性和吸附性能上表现出独特的优势。
此外,纳米颗粒呈现出量子效应,即在纳米尺寸下,纳米颗粒的电子结构会发生变化,导致光学、电学和磁学等性质的改变。
这些特性使得纳米颗粒具备广泛的应用潜力。
二、光热转换原理光热转换是指将光能转化为热能的过程。
在纳米颗粒的光热转换中,主要涉及到两种机制:表面等离子体共振和光学热损耗。
表面等离子体共振是指当纳米颗粒受到光照射时,表面的金属电子与光场相互作用,产生共振现象,从而将光能转换为热能。
而光学热损耗则是指纳米颗粒在吸收光能后,电子被激发并跃迁到高能级,随后通过与周围环境的相互作用,将部分自由能转化为热能。
三、纳米颗粒在光热转换中的应用1. 太阳能电池太阳能电池是纳米颗粒在光热转换中的重要应用之一。
通过利用纳米颗粒的表面等离子体共振和光学热损耗机制,可以实现光能到电能的转换。
一种常见的太阳能电池结构是将纳米颗粒涂覆在导电基底表面,并附加适当的辅助层,以增强光热转换效率。
纳米颗粒的高比表面积可以提高吸光能力,从而增加光转换的效率。
此外,通过调控纳米颗粒的尺寸和形状,还能够优化太阳光的吸收和转换特性,提高太阳能电池的性能。
2. 激光治疗纳米颗粒在激光治疗中的应用也是研究的热点之一。
纳米颗粒可以作为光敏剂,当其吸收光能后,会产生热能并导致周围组织的损伤。
这一特性被应用于癌症治疗中。
通过将纳米颗粒注射到患者体内,然后利用激光照射目标区域,可实现对癌细胞的热疗。
纳米材料在药物输送和光敏治疗中的应用前景

纳米材料在药物输送和光敏治疗中的应用前景随着纳米科技的快速发展,纳米材料在各个领域的应用前景不断被探索和拓展。
在医学领域,纳米材料的应用在药物输送和光敏治疗方面表现出巨大的潜力。
纳米材料可以作为载体,可控释放药物,提高药物的生物利用度和治疗效果。
同时,纳米材料在光敏治疗中也具有优越的光学和光热性能,能够有效地杀灭肿瘤细胞。
因此,纳米材料在药物输送和光敏治疗中的应用前景备受研究者关注。
首先,纳米材料在药物输送领域具有巨大的优势。
传统药物输送系统往往受到生物障碍和药物易代谢的限制,导致药物在体内的控释效果不佳。
而纳米材料可以通过合适的功能化改性,使其成为理想的药物载体。
纳米载体可以包裹药物,在体内靶向输送并释放药物,通过控制释放速率和位置,提高药物的生物利用度和治疗效果。
此外,纳米材料还可以通过界面效应、增大比表面积等特点,提高药物的溶解性和稳定性,进一步增强药物的输送效果。
因此,纳米材料在药物输送中具有广阔的应用前景。
其次,纳米材料在光敏治疗领域也展现出很大的潜力。
光敏治疗是一种以光为驱动的新型治疗方法,通过激活光敏剂释放出的活性氧和自由基来杀灭肿瘤细胞。
纳米材料在光敏治疗中可以作为光敏剂的载体,具有较高的光学吸收和转换效率。
通过将纳米材料与光敏剂的结合,可以提高光敏剂的负荷量和靶向性,从而增强治疗效果。
此外,纳米材料还可以通过光热效应产生局部高温,对肿瘤细胞造成热损伤,实现精准的肿瘤杀灭。
纳米材料的多功能性和可调控性使其在光敏治疗中具有很大的优势。
纳米材料的应用前景还不仅仅局限于药物输送和光敏治疗。
其在生物成像、基因治疗、组织工程等领域也具有重要的应用价值。
纳米材料可以通过功能化改性,实现对特定细胞和组织的定位和成像,从而提高医学诊断的准确性。
此外,纳米材料还可以作为基因载体,实现基因的准确输送和转导,为基因治疗提供有力的支持。
在组织工程方面,纳米材料可以作为生物支架,促进组织修复和再生,具有重要的应用潜力。
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纳米材料应用于光热治疗:综述摘要:大规模高效的制备大小均一,形貌可控的纳米材料一直是研究的热点问题,在新兴的纳米生物医学领域中,将具有先进功能的纳米材料及具有智能响应特性的纳米结构用于疾病的诊断和治疗研究,目前已实现影像介导的药物递送和治疗、影像指导的手术切除和实时监控的治疗应答等。
光热治疗是通过激光照射(近红外光)的方法,改变肿瘤细胞所处环境,将光能转换为热能,达到一定温度,从而杀死肿瘤细胞,达到治疗目的。
具有近红外吸收功能的金属纳米材料是一种理想的红外断层成像的显影剂,本文简述了贵金属包被的碳纳米管、金纳米棒、硫化铜亚微米超结构、金纳米笼等特殊的纳米复合物经过修饰、功能化后应用于肿瘤细胞的光热治疗法之中。
关键字:肿瘤金属纳米材料光热治疗The Nanomaterials used in Photo-Thermal Therapy:A ReviewSui Yanyan(College of chemistry Sciences, Southwest University, Chongqing 400715)Abstract:The development of efficient methods for the controlled synthesis of nanocrystals with monodispersity,stability,and predictable morphology is one of the heartest research.In the burgeoning nano-bio-medicine field,use of advanced nanomaterials and smart stimuli-responsive nanostructures for the diagnosis and treatment of disease can provide the direct evidence to early diagosis,occurrence and development progresses of disease,and also have enabled online imaging of drug for the detection of disease,image-guided drug delivery and treaments,guidanceof surgical resection,and monitoring of treatment response.With the function of near-infrared absording,metal nanomaterials is a ideal material of the developer infrared tomography.This article briefily resume the use of nanomaterials such as noble metal coated nanotube,Gold nanorods,Copper sulfide sub micron ultra structure,Gold nanocage through decorated and functional in the Photo-Thermal Therapy.1.引言1.1肿瘤与纳米材料恶性肿瘤已经成为导致人类死亡的主要疾病之一,根据2011 年世界卫生组织最新的统计结果显示,预计到2020 年前,全球癌症发病率将增加50%,即每年将增加1500 万癌症患者。
同时,癌症的死亡人数也将迅猛上升,至2030 年,全球死于癌症的人数将继续增加74%。
其中,全球20%的新发癌症病人在中国,24%的癌症死亡病人在中国[1]。
因而,采用新技术提高现有癌症预警与早期诊断、转移监测、疗效预测及有效治疗的临床方法是目前我国公共卫生领域亟待解决的重大问题。
纳米科学和技术被誉为当今三大前沿领域之一,其创新活动正逐渐对社会经济产生深远的影响。
科学界普遍认为,作为21 世纪经济增长的一台发动机,纳米技术的作用将大大超越微电子学在20 世纪后半叶对世界的影响[2]。
纳米技术与肿瘤医学相结合形成的纳米肿瘤医学是纳米医学中新兴的重要领域,也是当前各国前沿科技优先发展的核心领域。
根据美国国立癌症研究院(NCI)调查表明:纳米技术已经在癌症的预防、诊断、影像和治疗等领域展现出巨大的贡献[3-4]。
纳米生物医学的快速发展为开发安全、高效、特异、智能化的纳米探针提供了新思路。
纳米颗粒的尺寸比癌细胞尺寸小100 倍,甚至1000 倍,因此他们很容易通过细胞屏障。
另外他们优先聚集在肿瘤部位,这是由于肿瘤组织微血管通透性亢进和不健全的淋巴引流系统产生的高通透高滞留效应(Enhanced Permeability and Retention Effect,EPR)而造成的[5]。
随着纳米颗粒材料、高生物兼容性表面修饰处理技术和手段的快速发展,如何应用纳米特性如小尺寸效应、纳米表面效应、量子效应、纳米结构独特的声、光、电、热、磁等特殊性质来改进癌症的体外检测、活体影像以及药物的靶向递送与治疗等方法,是目前生命科学对纳米科技提出的最具挑战性的问题,也是纳米科技发展面临的一项重大国家需求。
基于目前所取得的研究成果及各国政府对纳米肿瘤医学研究的大量投入,人们有理由相信纳米肿瘤医学将在不同环节为肿瘤的诊疗提供强有力的工具,并从根本上改变目前癌症预防、诊断和治疗的现状。
1.2 光热治疗热疗(Photo-thermal Therapy,PTT)是通过加温的方法,改变肿瘤细胞所处环境,使肿瘤细胞变性、坏死,达到治疗目的[6]。
早在1866年就有报道感染所致的高烧之后肿瘤缩小。
热能对细胞产生不同的影响,低剂量热处理有助于损伤的恢复,高剂量热处理可导致细胞死亡,而中等、温和、非致死性剂量的热处理则可使肿瘤细胞对放疗和许多药物变得敏感。
热疗可分为全身热疗和局部热疗两类。
全身热疗可通过血液体外循环加热或将人体置于热环境中加温。
局部热疗的种类繁多,如通过微波(如射频消融)、超声波(如“海扶刀”)红外线等使肿瘤局部温度升高,导致肿瘤细胞变性坏死[7]。
前者由于热疗处理没有偏向性易于引起系统应激反应,而后者需要有特殊的策略对加热部位的精确定位以及控温以保证疗效。
一些晚期或局部晚期的肿瘤患者通过热疗可以减轻症状,改善生存质量,起到较好的姑息治疗作用。
肿瘤的热疗可以以两种方式进行,一种是全身热疗,另一种是局部热疗。
利用纳米探针产热治疗肿瘤,是纳米医学的研究热点之一。
目前,科学家人已经开发出很多纳米材料用于肿瘤的热疗,如磁性纳米材料在交变磁场的作用下产生热量来治疗肿瘤;在激光的照射下,碳纳米管[8]、氧化石墨烯[9]、不同形状的金纳米材料(如金纳米棒、金纳米笼等)[10-11]、硫化铜[12]等等能将光能转化为热能,从而杀死癌细胞。
2.纳米材料在光热治疗中的应用金纳米材料随其形状和尺寸的改变,其物化性质也随之改变。
其中金纳米棒、金纳米笼、金纳米球壳材料等因其独特的物化性能而在生物医学领域有着广泛而重要的应用前景,尤其令人感兴趣的是其光学性质,特别是其近红外消光特性,即表面电子的等离子共振响应(Surface Plasmon Resonance,SPR),其吸收峰在可见光区至近红外光区之间可调。
近红外区(800~1200 nm)是机体组织的透过窗口,近红外光在机体组织透过率最高,与其它波段光相比对人体损害最小,寻求在近红外光区有良好光学特性的材料用于生物医学领域一直是人们的理想选择。
基于纳米金近红外光热转换功能,出现了一种新型肿瘤光热疗法—纳米金介导的近红外线(Near-infrared Ray,NIR)热疗。
2003年美国Rice大学的J.Halas教授组报道了将金纳米球壳材料包覆SiO2与人乳腺癌细胞一起进行体外培养,近红外激光辐照使细胞发生不可逆的热损伤,磁共振成像引导的体内动物实验也得出了类似的结果,之后他们又进行了金纳米球壳材料热消融治疗肿瘤、金纳米球壳与特异性抗体结合免疫靶向治疗肿瘤等一系列研究,自此纳米金介导的近红外热疗治疗肿瘤成为国际医学界研究的焦点[2]。
光热治疗的纳米材料分为三种:1)传统的有机化合物,如吲哚菁绿,聚苯胺。
缺点是低光热转换率和严重光漂白。
2)碳纳米材料,如碳纳米管,石墨烯,还原性石墨烯。
3)贵金属纳米材料,如gold nanoshells ,nanorods,nanocages,hollow nanospheres 等。
下面将会对贵金属包被的碳纳米管、金纳米棒、硫化铜纳米复合物、氧化石墨烯、金纳米笼等在肿瘤的光热治疗的应用进行详细介绍。
2.1 碳纳米管碳纳米管,特别是单壁碳纳米管(SWNTs),吸引了在生物医学领域的重大兴趣,因为其在在生物检测,药物运输,光疗和生物医学成像等领域具有潜在的应用。
由于单壁碳纳米管独特的一维(1-D)的结构,单壁碳纳米管因其尖锐的电子态密度在范霍夫奇点具有很强的共振拉曼散射。
在活细胞中的单壁碳纳米管的拉曼成像最初由海勒等人在2005年报告,体内拉曼成像已经由Zavaleta等人在2008实现[13]。
刘庄教授课题组[13]研究的贵金属修饰的单壁碳纳米管在表面增强拉曼成像及光热治疗的应用(图2.1),研究中,通过一种由金种连接、金种生长及表面修饰所组成的液相中原位合成的方法,在DNA修饰的单壁碳纳米管上原位生长金或银纳米粒子,得到能够稳定存在于生理环境中的SWNT-Au-PEG和SWNT-Ag-PEG复合物。
由于表面修饰的金或银纳米粒子的存在,单壁碳纳米管-金属复合物表现出优异的浓度及激发光源依赖的表面增强拉曼效应。
连接好叶酸靶向分子的SWNT-Au-PEG-FA复合物与目标癌细胞共同培养后,可实现快速的拉曼成像,其成像时间与传统SWNTs探针相比大为缩短。
图2.1贵金属纳米粒子通过种子生长在共价官能化的单壁碳纳米管上。
图2.2 目标癌细胞的光热治疗(a) 808 nm 激光照射下三种试样的温度曲线. (b) SWNT-Au-PEG-FA,SWNT-Au-PEG, SWNT-PEG-FA, and SWNT-PEG处理KB 细胞时相对的细胞存活率(有或无激活照射)(c−f) 光学显微镜下的成像,KB 细胞分别与SWNT-PEG (c), SWNT-PEG-FA (d), SWNT-Au-PEG (e), or SWNTAu-PEG-FA (f)孵育。
(绿色,活细胞)/(红色,死亡细胞)。
2.2金纳米棒Emelianov 研究组[14]将金纳米棒同时用于光声成像和光热治疗(见图2.3)。