新型光控多功能癌症诊疗载体

在纳米材料应用于癌症诊疗的研究中,金纳米材料因其可调控的光学响应和较好的生物相容性获得了广泛关注。

国家纳米科学中心陈春英和吴晓春两个课题组近几年密切合作,致力于开展金纳米棒生物效应与安全性方面的研究,并推动其在生物医学领域中的应用。

金纳米棒在近红外区可调控的表面等离子共振吸收赋予了其一系列优异的光学响应,展示了金纳米棒在生物成像及肿瘤热疗方面的巨大应用前景。但金纳米棒自身表面积较小,不利于药物的携带。目前化疗和放疗是肿瘤治疗的主要方式。针对金纳米棒的不足,他们设计了金纳米棒核/介孔二氧化硅壳的杂化纳米结构(mesoporous silica-coated gold nanorods, Au@SiO2),利用后者的高比表面积成功实现了化疗药物的高效载带。更为重要的是,在肿瘤细胞实验中实现了光控释药,向个性化治疗的方向迈进了一步。该研究成果已发表在Advanced Materials上,并被选为2012年第24卷第11期的封面文章。

该研究利用介孔二氧化硅的包被解决了金纳米棒不易携载药物的难题,是首例关于Au@SiO2用作药物载体的报道。Au@SiO2在细胞内的定位可以通过双光子成像技术而方便地实现。在包载了典型的抗癌药物-阿霉素之后,通过激光照射,Au@SiO2实现了两种癌症治疗模式:低功率激光诱导阿霉素释放而产生的化疗模式,高功率激光通过光热转化效应而直接实现的化疗和热疗双重模式。而且,这两种治疗模式可以通过改变激光的功率而进行精确的远程调控。也就是说,新型Au@SiO2载体不仅保留了介孔二氧化硅纳米粒子和金纳米棒各自的独特性能,而且还创生出了激光控制药物释放这个新功能。

由于介孔二氧化硅纳米粒子和金纳米棒各自都具有独特的性质和功能,兼具两种成分的Au@SiO2载体在癌症的诊断和治疗中有着很大的应用潜力。这种集多种功能于一身,并且各项功能可以协调增效作用的复合型纳米载体,是纳米药物的一个重要研究方向,对其性质和生物医学应用的研究将获得兼具理论意义和应用价值的发现。发展这种多功能集成的纳米载体,也会为未来的按需给药和个性化药物发展提供新的思路。

Advanced Materials期刊审稿人认为:“将介孔二氧化硅纳米结构载药特性和金纳米棒独特的光热响应的有效结合,为发展新一代的多模式的治疗技术提供了新契机”。

该研究得到了科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的支持。

Z. Zhang et al.; Adv. Mater. 2012; DOI: 10.1002/adma.201104714

来源:国家纳米中心

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