光熱療法
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-08-18
光熱療法的實例教程
圖十一、基于光熱療法的智能平臺綜合療法
（a） 光動力療法(PDT)和光熱療法(PTT)結(jié)合；
（b） 基因治療(GT)和光熱療法(PTT)結(jié)合；
（c） 放射療法(TR)和光熱療法(PTT)結(jié)合。
圖十二、光動力療法與光熱療法相結(jié)合的平臺
圖十三、基因療法與光熱療法相結(jié)合的平臺
圖十四、放射療法與光熱療法相結(jié)合的平臺
（a） 用PEG官能化并用131I標記的RGO方案；
（b） RGO–PEG的原子力顯微鏡(AFM)圖；
（c） 用PBS或131I-RGO-PEG注射后暴露于NIR激光的荷瘤小鼠的IR圖；
（d） 不同處理后不同組小鼠的腫瘤生長曲線。
4、基于超聲治療的綜合治療智能平臺：
超聲是一種常用于臨床診斷成像的無毒機械波，也可對腫瘤根除發(fā)揮治療作用。超聲波可有效激活超聲波敏化劑，產(chǎn)生ROS，殺死癌細胞。與利用可見光誘導(dǎo)ROS產(chǎn)生的傳統(tǒng)PDT相比，超聲波是一種機械波，可以穿透生物組織而不受深度限制。此外，SDT可以通過快速超聲能量沉積將許多超聲波聚焦在目標腫瘤上，以破壞腫瘤血管和腫瘤細胞，同時對周圍健康組織的損害最小。
圖十五、基于超聲治療的智能平臺綜合治療
（a）MnOx/TiO2 -GR-PVP納米復(fù)合材料的合成方法的方法；
（b）MnOx/TiO2-GR-PVP納米復(fù)合材料的治療功能的示意圖。
【總結(jié)與展望】
全文總結(jié)了基于石墨烯的納米平臺的多種治療劑在刺激響應(yīng)性或各種治療方式聯(lián)合給藥以實現(xiàn)協(xié)同治療的最新研究進展。
展開 光熱療法 (PTT) 和光動力療法 (PDT)是運用光敏藥物和激光活化治療新生血管和腫瘤類疾病的一種新方法。光熱治療法是將具有較高光熱轉(zhuǎn)換效率的材料注射入人體內(nèi)部，利用靶向性識別技術(shù)聚集在腫瘤組織附近，并在外部光源的照射下將光能轉(zhuǎn)化為熱能來殺死癌細胞的一種治療方法。光動力治療用特定波長照射腫瘤部位，使選擇性聚集在腫瘤組織的光敏藥物活化，引發(fā)光化學反應(yīng)或熱效應(yīng)破壞腫瘤。作為非侵入性的治療方法，光熱和光動力治療相比于傳統(tǒng)腫瘤療法，其優(yōu)勢在于能夠?qū)崿F(xiàn)時空可控地對腫瘤區(qū)域精確照射，進行有效的治療，達到最大限度地減少副作用的效果。
然而，傳統(tǒng)光熱劑存在明顯的局限性：比如光熱轉(zhuǎn)換效率低、光穩(wěn)定性差、光敏劑光穿透深度較淺。鑒于此，研發(fā)新型光敏劑材料，尤其是可將光熱劑、光敏劑和聚合物基體復(fù)合制備的新型可注射水凝膠，以同時進行PTT和PDT，為癌癥治療中提供新的更有效媒介。但將光熱劑，光敏劑引入水凝膠中，操作發(fā)展，對材料進行復(fù)雜的修飾是難以避免的。因此，探索單一有效成分的光新型療劑，一直是該領(lǐng)域研究熱點之一。
上海交通大學材料科學與工程學院朱申敏教授和醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院眼科汪朝陽主任醫(yī)師團隊提出了一種簡單的方法，利用氨基修飾的碳點 (NCD) 和醛基改性纖維素納米晶體間的反應(yīng)，制備用于同時光熱和光動力療法的可注射水凝膠（圖1）。NCD不僅作為光熱劑與光敏劑，同時作為交聯(lián)劑形成水凝膠。NCD表現(xiàn)出 77.6% 的光熱轉(zhuǎn)換效率，并且在660 nm光照下具有 0.37 的高單線態(tài)氧量子產(chǎn)率。體外細胞實驗和體內(nèi)動物實驗證明水凝膠無毒和有效的腫瘤抑制作用。
展開 他們發(fā)現(xiàn)β-FeSi2（FS）可作為一種新型抗腫瘤劑，不僅具有理想的光熱性能，而且釋放的Fe離子可以在腫瘤部位誘導(dǎo)芬頓反應(yīng)，具有化學動力療法的特性。因此，β-硅化鐵/海藻酸鈉(FS/SA)復(fù)合噴霧水凝膠可以通過光熱和化學動力協(xié)同有效地殺死腫瘤細胞，腫瘤細胞死亡率高達95%。對光熱與化學動力互相增強的相關(guān)機制進行了分析：首先，高溫能夠加強芬頓反應(yīng)，即光熱療法 (PTT) 促進了化學動力療法 (CDT)；其次，細胞內(nèi)?OH可抑制熱休克蛋白的表達，即CDT增強了PTT。同時，F(xiàn)S/SA復(fù)合噴霧水凝膠可以通過釋放一定量的Fe和Si離子來促進相關(guān)皮膚組織細胞的遷移、分化，有利于創(chuàng)面愈合。特別地，通過體外實驗驗證了FS/SA復(fù)合噴霧水凝膠能夠促進成血管相關(guān)基因表達以及顯示出良好的成血管能力。進一步通過燒傷動物模型，一方面證明了FS/SA復(fù)合噴霧水凝膠優(yōu)異的傷口愈合功能，尤其能夠促進新生真皮內(nèi)血管新生；另一方面，驗證了噴霧水凝膠在緊急傷口治療中的簡便、高效和及時的優(yōu)點。
圖 1. β-FeSi2 (FS) 關(guān)鍵理化性能表征。(a) XRD 分析；(b) FS 的 SEM 圖像；(c) FS水分散液(2.5 mg/mL)在不同激光功率密度(808 nm， 0.30、0.45和0.60 W/cm2)照射下的升溫曲線；(d）不同 FS 含量的 Tris-HCl 浸提液（pH = 6.0，24 h）與 H2O2、TMB共孵育后的 UV-vis 吸收光譜。
圖 2. FS/SA 復(fù)合水凝膠用于裸鼠皮膚腫瘤治療。
展開 光響應(yīng)水凝膠傷口敷料
圖1.常見光敏劑用于制備多功能光響應(yīng)水凝膠用于加速傷口愈合
光熱療法（PTT）和光動力療法（PDT）在預(yù)防傷口感染和促進傷口愈合方面顯示出巨大的應(yīng)用前景。此外，由于其優(yōu)異的生化作用，水凝膠在傷口敷料領(lǐng)域已顯示出誘人的優(yōu)勢。因此，集光活性和水凝膠優(yōu)點于一身的多功能光響應(yīng)水凝膠越來越多地應(yīng)用于生物醫(yī)學，尤其是傷口修復(fù)領(lǐng)域。然而，仍然缺乏對用于傷口愈合和皮膚組織工程的多功能光響應(yīng)水凝膠的設(shè)計和應(yīng)用的全面綜述。據(jù)此，西安交通大學郭保林團隊等系統(tǒng)的綜述了多功能光響應(yīng)水凝膠負載不同種類的光敏劑用于治療傷口或感染傷口。
該綜述首先總結(jié)了用于制備光響應(yīng)水凝膠的光熱劑、光動力劑種類，并討論該光敏劑如何調(diào)節(jié)細菌感染的微環(huán)境以殺死微生物。并進一步重點介紹具有治療和組織再生能力的負載不同光敏劑的再生水凝膠。最后，將簡要介紹該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和未來的研究方向。
該綜述以“Multifunctional Photoactive Hydrogels for Wound Healing Acceleration”為題發(fā)表于《ACS Nano》上。通訊作者是西安交通大學郭保林教授，贊詹醫(yī)科大學Aziz Maleki和格羅寧根大學Mohammad-Ali Shahbazi。
原文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.1c08334
2.
展開 光熱療法（photothermal therapy, PTT）是一種具有高選擇性和低毒性的新型腫瘤治療手段，在過去的十多年來，受到人們的廣泛關(guān)注。作為PTT的核心要素，光熱劑（photothermal agents, PTAs）的開發(fā)對于PTT至關(guān)重要。目前被廣泛報道的PTAs可歸納為以下三大類：1）無機納米粒子如金納米粒子、CuS等；2）有機小分子；3）具有大π鍵的共軛高分子。
然而，在上述提及的三大類PTAs中，無機納米材料往往在生物體難以降解，生物相容性差，存在著潛在的生物安全性問題；有機小分子雖然其生物相容性有所提高，但它們一般分子量大，水溶性較差。為改善它們的性能，人們往往將其通過載體進行包裹，制備成光熱效應(yīng)的納米粒。這又帶來了新的諸如批次差異、重復(fù)性低等問題，限制了其進一步應(yīng)用。此外，基于小分子化合物的PTAs一般還存在光熱穩(wěn)定性差的特點。共軛高分子是一類嚴格單雙鍵交替連接的聚合物，因其獨特的大π鍵結(jié)構(gòu)，它們在近紅外窗口中往往具有很強的吸收，展現(xiàn)出了優(yōu)異的光學性能。這類材料被大量報道用于能源、太陽能電池等領(lǐng)域。近年來，它們在癌癥的光熱治療等領(lǐng)域也大放異彩。然而，需要指出的是，正是因為這類π-共軛鍵具有化學惰性，導(dǎo)致它們在人體內(nèi)生理環(huán)境下同樣難以有效降解，存在著潛在著長期的毒副作用。這也導(dǎo)致了這類共軛高分子材料在生物醫(yī)用領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用尤其是在活體組織內(nèi)的應(yīng)用一直存在爭議。因此，開發(fā)可降解有機光熱劑，是推進PTT臨床應(yīng)用的關(guān)鍵點。
針對以上問題，中國科學院化學研究所肖海華研究員團隊提出了“假性共軛聚合物”的概念。
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光響應(yīng)水凝膠傷口敷料
圖1.常見光敏劑用于制備多功能光響應(yīng)水凝膠用于加速傷口愈合
光熱療法（PTT）和光動力療法（PDT）在預(yù)防傷口感染和促進傷口愈合方面顯示出巨大的應(yīng)用前景。此外，由于其優(yōu)異的生化作用，水凝膠在傷口敷料領(lǐng)域已顯示出誘人的優(yōu)勢。
光熱療法（photothermal therapy, PTT）是一種具有高選擇性和低毒性的新型腫瘤治療手段，在過去的十多年來，受到人們的廣泛關(guān)注。作為PTT的核心要素，光熱劑（photothermal agents, PTAs）的開發(fā)對于PTT至關(guān)重要。
對光熱與化學動力互相增強的相關(guān)機制進行了分析：首先，高溫能夠加強芬頓反應(yīng)，即光熱療法 (PTT) 促進了化學動力療法 (CDT)；其次，細胞內(nèi)?OH可抑制熱休克蛋白的表達，即CDT增強了PTT。同時，F(xiàn)S/SA復(fù)合噴霧水凝膠可以通過釋放一定量的Fe和Si離子來促進相關(guān)皮膚組織細胞的遷移、分化，有利于創(chuàng)面愈合。
光熱療法 (PTT) 和光動力療法 (PDT)是運用光敏藥物和激光活化治療新生血管和腫瘤類疾病的一種新方法。光熱治療法是將具有較高光熱轉(zhuǎn)換效率的材料注射入人體內(nèi)部，利用靶向性識別技術(shù)聚集在腫瘤組織附近，并在外部光源的照射下將光能轉(zhuǎn)化為熱能來殺死癌細胞的一種治療方法。
近日，中國科學技術(shù)大學生命科學與醫(yī)學部王育才教授與白麗教授課題組合作開發(fā)了一種利用光熱療法（PTT）預(yù)處理腫瘤組織來增強過繼轉(zhuǎn)輸?shù)腘KT細胞抗腫瘤能力的策略。FDA批準的高分子材料PEG-PLGA包載共軛聚合物PBIBDF-BT用作光敏劑（NPs@PBT），在808納米近紅外光的激發(fā)下產(chǎn)生熱效應(yīng)。PTT處理的腫瘤組織上調(diào)表達NKT細胞相關(guān)的趨化因子，有效招募轉(zhuǎn)輸?shù)腘KT細胞。
目前，癌癥治療中的新興療法包括免疫療法、基因療法、光動力療法 (PDT)和光熱療法 (PTT)等，其已經(jīng)改善或有可能改善治療效果。 PTT利用光熱轉(zhuǎn)換劑 (PTAs)的光熱效應(yīng)，光能轉(zhuǎn)換劑可以從光中獲取能量并將能量轉(zhuǎn)化為熱量以增加周圍環(huán)境的溫度并引發(fā)癌細胞的死亡。將光能以非熱輻射形式轉(zhuǎn)化為熱能 (光熱療法，PTT)或聲能 (光聲成像，PAI)分別用于治療和診斷癌癥。
紅色箭頭指向腫瘤誘導(dǎo)的血管生成，如NIR-II PEG化Ag2S 量子點所示，而白色箭頭指向4T1腫瘤； b）白蛋白納米籠中應(yīng)用Ag2S量子點用于多峰NIR-II熒光/ PA成像和光熱療法的示意圖； c）Ald / DOX @ Ag2S納米顆粒的結(jié)構(gòu)和組成的示意圖； d）Ald / DOX @ Ag2S納米顆粒在各種骨組織（包括脊柱、腿骨和尾巴）中的NIR-II熒光圖像；e）NIR-II熒光下轉(zhuǎn)換納米顆粒
圖十一、基于光熱療法的智能平臺綜合療法
（a） 光動力療法(PDT)和光熱療法(PTT)結(jié)合；
（b） 基因治療(GT)和光熱療法(PTT)結(jié)合；
（c） 放射療法(TR)和光熱療法(PTT)結(jié)合。
治療類風濕關(guān)節(jié)炎的新方法使用Cu7.2S4納米粒子聯(lián)合光熱和光動力療法
受銅基納米材料可同時作為PTT/PDT媒介且含銅材料有利于骨與軟骨保護的啟發(fā)，解放軍廣州總醫(yī)院夏虹教授團隊和南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院李奇教授團隊制備了新型Cu7.2S4納米顆粒用于RA的治療。該納米顆粒在近紅外光（808 nm, 1 W/cm2）照射下可有效產(chǎn)生熱和活性氧。
