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壳聚糖- MXene-金-姜黄素四元纳米杂化平台:协同化学/光热疗法提升癌症治疗效果
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月22日 来源:Carbohydrate Polymer Technologies and Applications 6.2
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为解决癌症治疗中药物递送效率低和光热转化不足的问题,研究人员开发了壳聚糖(Ch)修饰的MXene-金纳米载体(Ch@Au-MXNSs@Cur),通过整合化学疗法与光热疗法(PTT),实现了88.5%的姜黄素(Cur)包封率和30°C以上的光热升温。该平台在体外和体内实验中显著抑制MCF-7乳腺癌和艾氏癌生长,并调控p53/VEGF通路,为癌症联合治疗提供了新策略。
癌症是全球第二大死因,传统疗法如手术、放疗和化疗存在靶向性差、副作用大等局限。纳米医学通过精准递送和多功能协同策略为癌症治疗带来新机遇,但如何整合高效光热转换与药物控释仍是挑战。MXene作为二维过渡金属碳化物,具有大比表面积和优异光热性能,但其在生物相容性和药物负载稳定性方面仍需优化。
King Abdulaziz University的研究团队设计了一种四元纳米平台Ch@Au-MXNSs@Cur,通过将金纳米颗粒(AuNPs)和姜黄素(Cur)整合到MXene纳米片(MXNSs)中,再以壳聚糖(Chitosan)涂层修饰,实现了化学疗法与光热疗法的协同增效。该研究发表在《Carbohydrate Polymer Technologies and Applications》,展示了这一平台在肿瘤微环境响应性药物释放和精准热疗中的突破性进展。
研究采用MXene蚀刻、APTES硅烷化修饰和原位还原法构建Au-MXNSs,通过超声辅助负载Cur并包裹Chitosan。关键技术包括透射电镜(TEM)表征纳米结构、紫外光谱(UV-VIS)分析表面等离子共振(SPR)、傅里叶红外光谱(FTIR)验证化学键合,以及体外MTT实验和体内艾氏癌模型评估疗效。
3.1. Formation of Ch@Au-MXNSs@Cur
通过LiF/HCl蚀刻Ti3AlC2制备MXNSs,APTES功能化后与AuCl4-原位还原形成Au-MXNSs,Cur通过氢键和静电作用负载,最终Chitosan涂层增强稳定性。TEM显示AuNPs均匀分布在MXene表面,粒径约20 nm。
3.2. Characterization
UV-VIS显示MXene特征峰285 nm,AuNPs的SPR峰585 nm;Zeta电位从MXNSs的-20 mV升至Ch@Au-MXNSs@Cur的+68.9 mV,表明稳定性提升。FTIR证实Chitosan的酰胺键(1533 cm-1)与Cur的酚羟基(3405 cm-1)相互作用。
3.3. Drug Release
酸性环境(pH 5.5)中72小时Cur释放达50.5%,显著高于生理pH的10.1%,归因于Chitosan的pH响应性溶胀。
3.4. In vitro Cytotoxicity
MTT实验显示Ch@Au-MXNSs@Cur联合激光(808 nm, 1 W/cm2)对MCF-7细胞的IC50为41.97 μg/mL,显著优于单一疗法(P<0.001)。
3.5. In vivo Efficacy
艾氏癌模型中,Chemo/PTT组肿瘤重量减少70%,p53表达上调3倍,VEGF下降60%,且血清ALT/AST水平表明肝肾毒性可控。
3.6. Oxidative Stress Modulation
Chemo/PTT组肿瘤组织MDA(氧化应激标志物)降低45%,SOD(抗氧化酶)升高2.2倍,证实Cur的抗氧化协同作用。
该研究创新性地将MXene的光热性能、AuNPs的SPR效应、Cur的化学疗
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