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2025年5月15日14：00，化工儀器網(wǎng)特舉辦“第四[詳細(xì)]
納米材料可持久性發(fā)光 精準(zhǔn)切除腫瘤再添一新“導(dǎo)航”
2021年09月16日 14:45:46
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：江魚(yú) 點(diǎn)擊量：9482
天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科副主任趙陽(yáng)課題組提出了一種新型長(zhǎng)余輝—染料敏化策略，實(shí)現(xiàn)了納米材料的超長(zhǎng)持久發(fā)光，其應(yīng)用還成功用于導(dǎo)航腫瘤精準(zhǔn)切除。該研究成果作為封面文章刊登于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】腫瘤治療始于1930年，1940年后期邁入現(xiàn)代化療的時(shí)代。腫瘤抗?fàn)幨吩?shī)跨越了七大洲、幾世紀(jì)。醫(yī)生、研究人員、患者懷著勇氣、歷經(jīng)痛苦，推動(dòng)癌癥認(rèn)知不斷進(jìn)步。癌癥治療不僅是改變醫(yī)學(xué)的科學(xué)革命，還是改變?nèi)祟惖纳鐣?huì)革命。
在2000年代的第二個(gè)十年，令人眼花繚亂的癌細(xì)胞復(fù)雜性產(chǎn)生了有序的圖像，顯露新的弱點(diǎn)和攻擊通路。技術(shù)結(jié)合新材料，推進(jìn)腫瘤治療手段精進(jìn)，方法更新。其中，納米材料技術(shù)的廣泛應(yīng)用打開(kāi)抗腫瘤的新路。
近日，天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科副主任趙陽(yáng)課題組提出了一種新型長(zhǎng)余輝—染料敏化策略，實(shí)現(xiàn)了納米材料的超長(zhǎng)持久發(fā)光，其應(yīng)用還成功用于導(dǎo)航腫瘤精準(zhǔn)切除。該研究成果作為封面文章刊登于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》。
持久發(fā)光特性 為切除腫瘤精準(zhǔn)“導(dǎo)航”
納米技術(shù)指的是直徑在 1-100納米之間的微粒的應(yīng)用。1納米約是一張紙厚度的十萬(wàn)分之一。納米技術(shù)應(yīng)用于工程學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)以及材料科學(xué)等領(lǐng)域。在醫(yī)學(xué)中，依靠納米技術(shù)，醫(yī)生手術(shù)中可以實(shí)時(shí)獲取被切除腫瘤的形態(tài)、大小和邊緣等信息，從而讓手術(shù)更為精準(zhǔn)、快速和安全。
趙陽(yáng)課題組通過(guò)有機(jī)熒光材料(TAMRA)對(duì)無(wú)機(jī)長(zhǎng)余輝探針(ZGC)持續(xù)發(fā)射熒光充能，獲得大幅增強(qiáng)發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)余輝發(fā)光納米材料，實(shí)現(xiàn)了一次充能持續(xù)發(fā)光數(shù)十分鐘的顯像效果，創(chuàng)新性地應(yīng)用了有機(jī)染料敏化策略。更為特別的是，該材料還可在術(shù)中導(dǎo)航時(shí)利用普通白色LED燈實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的再次充能，呈現(xiàn)持久發(fā)光效果。
大部分早期惡性實(shí)體腫瘤的最佳治療方式只有切除。傳統(tǒng)手術(shù)中，外科醫(yī)生依靠主觀評(píng)估如顏色、組織結(jié)構(gòu)、觸感等來(lái)區(qū)分腫瘤與周圍正常組織。但這種傳統(tǒng)方式難以避免過(guò)度切除正常組織的可能甚至是腫瘤殘留。納米材料的超長(zhǎng)持久發(fā)光技術(shù)恰好解決了上述問(wèn)題。
另外，腫瘤大小是關(guān)乎患者手術(shù)治療情況的重要因素。例如，直徑小于10納米的胰腺腫瘤患者具有80%的五年生存率，而 IV 期患者則只有4%五年生存率。因此不僅早期診斷腫瘤對(duì)患者病情好轉(zhuǎn)有積極影響，切除術(shù)中準(zhǔn)確判斷腫瘤位置、切緣情況可提高切除率，降低藥物治療的毒副作用更為關(guān)鍵。該新型染料敏化長(zhǎng)余輝納米材料為外科腫瘤切除術(shù)提供更為準(zhǔn)確的定位和更為便利的操控，實(shí)現(xiàn)術(shù)中導(dǎo)航的可視化精準(zhǔn)治療。
同時(shí)，新型染料敏化長(zhǎng)余輝納米材料也實(shí)現(xiàn)可視化熒光材料為基礎(chǔ)的術(shù)中導(dǎo)航跨越式發(fā)展，進(jìn)一步拉近了實(shí)驗(yàn)性探索與臨床實(shí)際應(yīng)用的距離。
廣泛投入臨床應(yīng)用 促使新學(xué)科誕生
實(shí)際上，納米不僅用于外科手術(shù)，其廣泛應(yīng)用于腫瘤影像學(xué)、病情診斷、常規(guī)藥物治療等。
診斷腫瘤主要通過(guò)CT 和 MRI 兩種途徑，但該方法對(duì)癌前病變的診斷有限，時(shí)常失誤。而核磁納米微粒被外部的磁場(chǎng)操控，因而可與 MRI 聯(lián)用，增強(qiáng)檢查特異性、敏感性。例如二者聯(lián)用將對(duì)膀胱癌、前列腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移診斷的特異性、靈敏度從 75%、65% 提高至和 96%、93% 。
藥物治療多指納米提高藥物療效或降低治療后的發(fā)病率。更形象地來(lái)說(shuō)，一方面納米可以幫助患者避免大劑量化療。納米微粒直徑較小但表面積大，易被攝取到細(xì)胞內(nèi)并與多種配體結(jié)合，靶向運(yùn)輸提高局部藥物濃度。同時(shí)，納米微粒增加了腫瘤組織的通透性，藥物可以在腫瘤組織長(zhǎng)時(shí)間停留。另一方面，納米微粒通過(guò)與靶細(xì)胞的多種受體結(jié)合，腫瘤細(xì)胞對(duì)藥物的特異性攝取增加，藥物療效增加、毒性減小。
另外納米刀技術(shù)即不可逆電穿孔技術(shù)也被用于實(shí)體腫瘤的治療。通過(guò)插入電極，將高壓電流傳遞至腫瘤組織，在細(xì)胞膜表面形成微小的納米電極，從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。但該技術(shù)也有一定缺陷。射頻消融易高溫進(jìn)而損傷血管、膽管。納米刀技術(shù)避免了這種“熱沉效應(yīng)”，但導(dǎo)致熱量分散，血管周圍消融效果不佳，腫瘤復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)增加。
納米金微粒投入生物探測(cè)芯片中，用于檢測(cè)結(jié)腸癌，其靈敏度比血清 CEA 高 5000 倍。另外，納米微粒聚集可改變光發(fā)射特性從而改變顏色且肉眼可見(jiàn)，這被用于開(kāi)發(fā)酶聯(lián)免疫芯片來(lái)檢測(cè)血清中的低水平的 PSA。
不僅如此，納米材料催生治療診斷學(xué)的誕生。即在治療的同時(shí)通過(guò)影像學(xué)觀察腫瘤對(duì)治療的反應(yīng)，發(fā)揮納米在影像學(xué)和藥物運(yùn)輸方面的雙重作用。
納米技術(shù)是21世紀(jì)最深遠(yuǎn)的技術(shù)之一。納米科學(xué)和納米技術(shù)在不同科學(xué)領(lǐng)域都在不斷進(jìn)步與擴(kuò)展。如今，納米抗癌已經(jīng)30 余年，大量納米載體正在從臨床前實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向臨床試驗(yàn)。未來(lái)，納米治療腫瘤可將具有更大的主動(dòng)性和靈活性。
(資料來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)、丁香園)
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