仿生纳米平台实现NIR-II荧光/MRI双模引导的高效压电动力治疗：突破脑胶质瘤治疗瓶颈

本研究针对近红外二区荧光成像引导的光动力疗法存在组织穿透深度有限和氧依赖性强等问题，开发了一种集缺陷工程压电外壳与下转换纳米核于一体的仿生纳米平台。该平台成功实现了双模成像引导的压电动力治疗，通过增强压电效应和近红外透明性，有效诱导活性氧生成和巨噬细胞极化，为深层肿瘤治疗提供了新策略。

　　

近期研究表明，近红外二区荧光成像引导的光动力疗法是一种很有前景的癌症治疗诊断学范式，但其疗效受限于光穿透深度不足和氧依赖性。新兴的压电动力疗法能够克服这些缺点，具有深层穿透、不依赖氧气和高效产生活性氧等优势。将这两种技术整合有望显著提升癌症治疗效能，但压电材料的光学不透明性使实现这一目标面临挑战。

本研究通过巧妙设计，在近红外二区荧光下转换纳米核上构建了缺陷工程的钆掺杂铌酸钾外壳，形成了多功能纳米平台。关键的钆离子掺杂在晶格中引入了间隙缺陷，这不仅赋予了材料磁共振成像能力，还使其带隙增宽、压电系数提升了十倍，并增强了活性氧的生成能力。特别值得注意的是，带隙增宽使其近红外二区光透明度高达96%，从而保证了有效的近红外二区荧光成像。

进一步的有限元分析和第一性原理计算验证了这种增强的压电效应和透明度。研究人员还用U87胶质瘤细胞膜对纳米平台进行了仿生伪装，使其静脉注射后能精准靶向肿瘤。最终，该平台成功实现了近红外二区荧光与磁共振双模成像引导的压电动力治疗，通过诱导活性氧介导的氧化应激和促进巨噬细胞从M2型向M1型极化，实现了高效的肿瘤抑制。这项工作展示了双模成像引导的压电动力疗法作为一种强大癌症治疗范式的巨大潜力。