友兰光触媒用于癌症治疗取得新进展

近日,友兰科技中科院宁波材料所吴爱国教授合作进行的黑色纳米二氧化钛癌症治疗应用实验中取得突破性进展,并在英国皇家化学学会旗下聚焦于纳米技术的国际一流期刊《Nanoscale》发表论文: Black TiO2 based core–shell nanocomposites as doxorubicin carriers for thermal imaging guided synergistic therapy of breast cancer(黑色纳米二氧化钛核壳结构作为阿霉素载体用于热成像协同治疗乳腺癌)。

1、友兰黑色氧化钛用于癌症治疗效果显著

图一:黑色纳米氧化钛在808nm近红外线下靶向光热+化疗协同治疗乳腺癌的示意图。

友兰黑色氧化钛用于癌症治疗效果显著

化疗是治疗癌症的主要方法之一。然而,传统的化疗药物是毒性细胞的,并且在体内具有非肿瘤靶向分布,对正常细胞伤害很大,易产生耐药性,这可能导致严重的副作用和化疗失败。

光热治疗(Photothermal therapy, PTT)是近些年来发展的一种新型微创肿瘤治疗技术,被认为最有希望取代传统治疗手段的治疗方法之一,引起了广泛的关注。光热治疗过程中,在近红外激光照射下,进入肿瘤组织的光热试剂将吸收的光能转化成热能引起局部高温,灼烧肿瘤组织,达到定点治疗肿瘤的目的。

TiO2纳米粒子由于其优异的生物相容性,稳定的结构和独特的光触发而被广泛用于癌症治疗,特别应用于抗癌药物载体和UV / 980nm NIR触发的光热+化疗协同治疗平台。然而,传统的纯TiO2载体有三个严重的缺点:

1. 药物负载能力低

2. 紫外线组织渗透受限,且对细胞有害

3. 980 nm NIR对正常组织的加热效应,阻碍了其在癌症治疗中的进一步应用

有鉴于此,友兰科技和中科院宁波材料所吴爱国教授合作,利用友兰黑色氧化钛包裹介孔氧化硅做成核壳结构,作为阿霉素的载体,同时克服了以上三个缺点,在808nm近红外线的照射下,利用光热+化疗协同治疗乳腺癌,取得了显著效果。

2、黑色氧化钛可杀死癌细胞

图二:黑色氧化钛样品光热效果明显,5分钟达到63°C,在此温度下,几分钟即可杀死癌细胞。

黑色氧化钛可杀死癌细胞

(注:PBS+NIR 指的是无任何治疗,NC-FA-DOX+NIR指的是友兰光触媒+光照+化疗的共同作用。如图所示,NC-FA-DOX+NIR的温度提升明显高于PBS+NIR,能有效杀死癌细胞。)

808 nm近红外线作为更适合的深层组织穿透激发光源,因为它的吸水可忽略不计,所以它不会引起正常细胞的加热。

3、实验证明黑色氧化钛配方对应的癌细胞基本消失

图三:五组小白鼠注入同样比例的癌细胞,在不同治疗手段下,14天后癌细胞体积产生不同变化。其中,黑色氧化钛配方对应的癌细胞基本消失,体积是对照组的3%以下。

黑色氧化钛配方对应的癌细胞基本消失

五组小白鼠对应序号的治疗方式及治疗后的癌细胞体积如下图所示。

黑色氧化钛配方对应的癌细胞基本消失

黑色氧化钛克服了白色氧化钛的缺点,为癌症治疗带来了新曙光。

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