美国物理研究所 钒掺杂的二氧化钛纳米颗粒包裹在聚乙二醇中,与超声波结合使用可以杀死癌细胞
信用:成亮 当与使系统对声波敏感的分子结合使用时,超声波可用于治疗癌症
这些声敏剂产生有毒的活性氧,攻击并杀死肿瘤细胞
在《应用物理学评论》中,来自中国苏州大学的科学家报道了一种新型声敏剂,这种声敏剂基于掺钒二氧化钛,能够增强超声波对肿瘤造成的损伤
对小鼠的研究表明,与对照组相比,肿瘤生长明显受到抑制
有机分子过去曾被用作敏化剂,但它们不稳定,会导致光毒性,暴露在阳光下会产生皮疹或严重晒伤
也使用基于二氧化钛纳米材料的无机敏化剂,但是这些敏化剂效果不好,可以在体内长时间保留
二氧化钛作为敏化剂效果不好,因为它的电子结构中有很宽的带隙
即使超声波将电子从二氧化钛纳米粒子上剥离,电子也会迅速与纳米粒子重新结合,防止活性氧物质的产生,这些活性氧物质可能会攻击肿瘤细胞
研究人员意识到,他们可以通过在二氧化钛纳米粒子中掺杂金属钒来形成纳米大小的纺锤体,从而避免这种效应
作者成亮说:“与纯二氧化钛纳米颗粒相比,钒二氧化钛纳米颗粒的带隙减小,提高了超声波触发活性氧产生的效率。”
肿瘤周围的微环境是癌症转移和侵袭其他组织的关键,对化疗和其他治疗的工作方式也很重要
肿瘤的微环境是酸性的,但也含有大量的过氧化氢和一种叫做谷胱甘肽的物质
研究人员意识到二氧化钛纺锤体的行为就像催化微环境中化学过程的微小酶
在超声波的存在下,纺锤体可以对肿瘤进行双管齐下的攻击:一种涉及声波,另一种是一种降解过氧化氢并消耗谷胱甘肽的化学疗法
这两种作用都可以杀死肿瘤细胞,而不会伤害健康组织
研究人员对乳腺癌肿瘤细胞和感染这些癌细胞的小鼠进行了仔细的对照研究
除了直接测量肿瘤的生长,他们还使用荧光探针来观察过程中的活性氧和谷胱甘肽
程说:“值得注意的是,二氧化钛纳米球从体内迅速排出体外。”
“这有助于防止任何可能的长期毒性效应
" 科学家们还能够在小鼠的脾脏和肝脏中观察到二氧化钛纳米颗粒,随后在粪便和尿液中也观察到了
没有观察到明显的器官炎症或损伤迹象,表明这些敏化剂既安全又有效
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