多功能二维纳米复合结构的合成及其在肿瘤诊疗中的应用

癌症已经成为威胁人类健康最重要的疾病之一。现有的主流癌症治疗手段包括手术、化疗和放疗都具有各自的局限性。如何有效地改进现有的治疗方法,开发新型作用机制的疗法,并结合不同治疗手段的优点以研究针对癌症的高效联合治疗成为现阶段癌症治疗领域的重要课题。另一方面,为实现精准治疗和个性化治疗,需要利用影像学手段对肿瘤治疗前后进行监测,因此影像导航下的肿瘤个性化治疗也在当前癌症研究领域得到了广泛关注。纳米生物技术和纳米医学的发展为肿瘤的诊断与治疗带来新的机遇,许多具有特殊功能的纳米材料被人们用于肿瘤的影像和治疗中。因此,如何通过简单的方法构建多功能的纳米材料并用于癌症的诊治是当前纳米生物医学研究的一个热点。

AFMliuzhuang

苏州大学功能纳米与软物质研究院刘庄教授/程亮副教授课题组与美国威斯康辛大学-麦迪逊分校分子影像中心蔡伟波教授课题组合作,利用阳离子交换“一锅法”反应得到一类新型二维复合纳米结构(FeSe2/Bi2Se3)并将其用于肿瘤诊疗。他们首先通过液相法合成超小粒径均匀的FeSe2纳米颗粒;然后在加入Bi源的情况下,体系中剩余的Se源先与Bi源反应生成Bi2Se3层状结构;之后通过阳离子交换反应将FeSe2纳米颗粒逐渐转变为Bi2Se3层状结构。通过控制加入不同量的Bi源,FeSe2纳米颗粒担载在Bi2Se3的密度逐渐减少,Bi2Se3片层厚度相应随之增大,得到结构可调控的FeSe2/ Bi2Se3二维复合结构。该FeSe2/ Bi2Se3复合结构具有优异的磁学、光学性质和较强的X-射线吸收能力,而一些放射性的核素(64Cu2+)则可通过无螯合剂方式被稳定标记在材料表面。利用这一新型材料,他们在动物水平上实现了磁共振/光声/CT/PET四模态成像和肿瘤光热/放疗联合治疗。毒理学研究表明在实验剂量下该材料对实验小鼠没有造成明显的毒性,且经过一段时间之后能从体内分解排泄。相关工作在线发表在Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.201504810)上。