中空半金属PtTe2纳米棒：NIR-II窗口下高效光热/光动力/化学动力学协同治疗肿瘤的新策略

针对NIR-II窗口（1000-1700 nm）光热治疗（PTT）材料光热转换效率（PCE）低、多模态治疗协同不足的难题，研究人员开发了中空半金属PtTe2纳米棒。该材料通过独特电子结构和空心设计实现53.93%的PCE，同时催化H2O2转化为O2和•OH，协同增强光动力（PDT）和化学动力学治疗（CDT）。动物实验证实其显著抑制肿瘤生长，为恶性肿瘤多模态治疗提供新思路。

　　

在癌症治疗领域，光热治疗（PTT）因其非侵入性和高选择性备受关注。然而，传统近红外一区（NIR-I，650-1000 nm）存在组织穿透深度不足（仅1-3 mm）和光毒性较高的问题。相比之下，近红外二区（NIR-II，1000-1700 nm）穿透深度可达5-20 mm，且允许更高功率的激光照射（1 W/cm² vs NIR-I的0.33 W/cm²）。但现有光热剂（PTAs）在NIR-II窗口面临光热转换效率（PCE）低、材料稳定性差等瓶颈。与此同时，单一PTT疗效有限，如何整合光动力治疗（PDT）和化学动力学治疗（CDT）成为突破方向。

针对这一挑战，来自中国的研究团队设计了一种中空半金属PtTe₂纳米棒。这种材料兼具金属的高载流子浓度和半导体的可调控能带结构，其独特的II型狄拉克半金属特性使其在NIR-II区具有宽谱吸收。通过空心结构设计，材料实现了多重光散射和热局域化效应，最终在1064 nm激光照射下获得53.93%的PCE，远超多数报道的PTAs。此外，材料表面的Te空位促进了电子-空穴分离，不仅增强ROS生成（PDT效应），还能催化肿瘤微环境（TME）中的H₂O₂转化为O₂（缓解缺氧）和•OH（CDT效应）。体内实验显示，该纳米平台可显著抑制肿瘤生长且生物相容性良好。这项发表于《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》的研究，为恶性肿瘤的多模态协同治疗提供了创新解决方案。

关键技术方法
研究采用改良湿化学法合成PtTe₂纳米棒，通过X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）表征晶体结构与形貌。利用紫外-可见-近红外光谱（UV-Vis-NIR）评估光吸收性能，采用红外热成像仪测定光热转换效率。通过电子自旋共振（ESR）和荧光探针检测ROS生成能力，使用TMB显色法测定类酶催化活性。动物实验采用皮下移植瘤模型，通过组织切片分析生物安全性。

研究结果

1. 材料表征：XRD证实成功合成纯相PtTe₂（JCPDS 88-2277），TEM显示中空纳米棒结构，比表面积达89.7 m²/g。UV-Vis-NIR显示其在1064 nm处吸光度为0.48，显著高于固态PtTe₂。

2. 光热性能：在1 W/cm²的1064 nm激光照射下，溶液温度10分钟内升高52.3°C，PCE计算为53.93%。连续5次循环实验表明材料稳定性优异。

3. 多模态治疗机制：ESR检测到•OH和¹O₂信号，ABDA降解实验证实PDT效应；H₂O₂催化实验显示O₂生成速率达4.8 μM/min，有效缓解缺氧。

4. 体内疗效：荷瘤小鼠经PtTe₂联合激光治疗后，肿瘤体积抑制率达87.2%，且主要器官未见明显毒性。

结论与意义
该研究首次将半金属PtTe₂应用于肿瘤多模态治疗，其创新性体现在：（1）通过空心结构设计突破PCE瓶颈；（2）利用Te空位实现PTT/PDT/CDT三重协同；（3）证实O₂自供给可克服PDT缺氧限制。这种"一材多用"的策略不仅降低了治疗成本，更为NIR-II响应型纳米平台的开发提供了范式。未来通过表面功能化或药物负载，有望进一步拓展其在诊疗一体化中的应用。