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为解决 Fe3O4纳米颗粒在体内易团聚影响疗效的问题,研究人员设计合成 Fe3O4@FPDA@Pt 纳米酶用于肿瘤治疗。研究表明其具有良好生物相容性,能诱导肿瘤细胞凋亡,实现催化 - 光热协同治疗,意义重大。
癌症,这个全球医疗领域的 “顽固堡垒”,一直以来让无数科研人员和医生绞尽脑汁。传统的癌症治疗方法,虽然在某些情况下能发挥作用,但它们带来的严重副作用和自身存在的局限性,就像一把双刃剑,在对抗癌症的同时,也给患者的身体带来了额外的负担。随着纳米技术的蓬勃发展,科研人员仿佛看到了攻克癌症的新希望。纳米酶这一新兴领域逐渐走进人们的视野,它能模仿天然酶的活性,在肿瘤微环境中促进羟基自由基(?OH)的产生,从而诱导癌细胞凋亡。
Fe3O4纳米颗粒凭借其独特的磁性靶向能力、良好的生物相容性以及光照产热的特性,在肿瘤治疗领域展现出巨大的潜力。然而,它也存在一个棘手的问题 —— 容易在体内团聚。这不仅会降低其在肿瘤部位的浓度,还会削弱其催化活性,进而严重影响治疗效果。为了解决这个难题,来自国内的研究人员开启了一场充满挑战的科研之旅。
研究人员设计并成功合成了一种由 Fe3O4核心、花状聚多巴胺(FPDA)外壳和铂(Pt)纳米颗粒修饰的复合纳米酶 ——Fe3O4@FPDA@Pt。这项研究成果发表在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》上,为肿瘤治疗带来了新的曙光。
研究人员在开展这项研究时,主要运用了以下关键技术方法:采用模板法合成 Fe3O4@FPDA 纳米颗粒,以 F127/P123 和间三甲苯为模板,乙醇和去离子水为分散剂,氨水为催化剂;利用溶剂热法合成 Fe3O4;通过控制 P123 和 F127 的质量比,调整表面活性剂的堆积参数,进而影响花状 PDA 的自组装行为和介孔结构。
下面来看看具体的研究结果:
- 合成过程及结构:通过精确控制合成条件,成功制备出具有独特结构的 Fe3O4@FPDA@Pt 纳米酶。以 Fe3O4为核心,利用模板法在其表面合成花状 PDA,为 Pt 纳米颗粒的负载创造了有利条件,最终形成了具有 POD 样酶活性和光热活性的核壳结构。
- 酶活性和光热性能:实验证明,Fe3O4@FPDA@Pt 展现出强大的酶样活性和优异的光热性能。这意味着它在肿瘤治疗过程中,既能通过酶催化反应发挥作用,又能利用光热效应产生热量,为治疗肿瘤提供了双重保障。
- 体外和体内抗癌效果:体外和体内实验结果均证实,该纳米酶具有良好的生物相容性,能够被肿瘤细胞轻易吞噬。进入肿瘤细胞后,它可以迅速产生有毒的活性氧物种(ROS),同时在肿瘤部位产生高温,两种机制协同作用,有效地诱导肿瘤细胞死亡,实现了肿瘤的催化光热协同治疗。
研究结论和讨论部分指出,Fe3O4@FPDA@Pt 这种三组分纳米酶的成功合成意义非凡。花状聚多巴胺有效地缓解了 Fe3O4的团聚问题,使其催化性能得以保留;铂的加入显著增强了纳米酶的催化能力,拓宽了其在肿瘤治疗领域的应用范围。这一研究成果不仅为解决 Fe3O4纳米颗粒团聚导致的活性下降问题提供了有效策略,还显著提高了纳米酶的整体治疗效果,为未来肿瘤治疗的发展开辟了新的方向,有望为广大癌症患者带来更有效、副作用更小的治疗方案。