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化疗存在药物非选择性分布致副作用问题,光热疗法(PTT)可精准治癌。研究人员构建 CuS/HKUST-1@PDA 载药体系,其具高载药量(88.7%)、pH 响应释药及光热效应,体外实验使肿瘤细胞存活率降至 28%,为肿瘤治疗提供新策略。
在肿瘤治疗的探索之路上,传统化疗虽能有效杀灭癌细胞、抑制其增殖,却如同 “双刃剑”,因药物非选择性分布,在攻击癌细胞的同时,也会对快速分裂的正常细胞造成伤害,带来显著副作用。光热消融疗法(PTT)作为一种创新的非侵入性治疗方式,虽能利用近红外光照射光热剂产生局部高温选择性杀灭肿瘤细胞,减少对患者的损伤,但单一疗法在疗效提升上存在瓶颈。如何实现精准给药并增强治疗效果,成为科研人员亟待攻克的难题。
为突破这一困境,安徽科技大学的研究人员开展了相关研究,旨在构建一种能实现近红外光触发化疗 - 光热协同治疗肿瘤的多功能载药体系。他们设计并合成了新型 CuS/HKUST-1@PDA 复合材料作为功能性载药体系,相关研究成果发表在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》。该研究为肿瘤的高效治疗提供了新的思路和方向。
研究人员主要采用了原位局部硫化和原位聚合技术来构建 CuS/HKUST-1@PDA 载药体系。通过 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积及孔隙度分析(BET)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术对制备的样品进行微观结构、形貌和官能团表征。
材料与合成
研究使用了硝酸铜(Cu (NO?)??3H?O)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、硫代乙酰胺(C?H?NS)、盐酸多巴胺、盐酸阿霉素(DOX)、1,3,5 - 苯三甲酸(H?BTC)、N,N - 二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇等材料。以 HKUST-1(一种金属有机框架材料 MOFs)作为药物载体,CuS 作为光热剂,聚多巴胺(PDA)同时作为药物封装剂和光热剂,通过原位局部硫化和原位聚合技术成功构建了 CuS/HKUST-1@PDA 多功能载药体系。
载药能力与释药行为
药物负载实验表明,CuS/HKUST-1@PDA 具有出色的盐酸阿霉素(DOX)负载能力,载药量高达 88.7%。药物释放实验显示,该载药体系具有 pH 响应释药行为,在类似于肿瘤微环境的酸性条件下能释放 DOX,而在中性条件下,药物被聚多巴胺(PDA)涂层有效包裹,避免泄漏。
生物相容性与光热效应
生物相容性实验显示,CuS/HKUST-1@PDA 载药体系具有优异的生物相容性,在 1.5-15 μg/ml 的浓度范围内,细胞存活率保持在 80% 以上。光热实验证实其具有良好的光热转换能力,CuS/HKUST-1@PDA 溶液温度可升至 45°C 以上,展现出良好的光热治疗(PTT)效果。
体外抗肿瘤效果
在体外细胞实验中,该载药体系实现了近红外光触发的化疗 - 光热协同治疗,使肿瘤细胞存活率降低至 28%,显著抑制了肿瘤细胞的生长。
综上所述,CuS/HKUST-1@PDA 载药体系通过巧妙的设计,利用聚多巴胺(PDA)在不同微环境中的稳定性实现 pH 响应释药,结合 CuS 和 PDA 的光热效应发挥光热治疗作用,有效提高了肿瘤治疗效果,同时减少了药物副作用。该研究不仅为利用肿瘤微环境特性进行靶向治疗提供了思路,还通过化疗与光热治疗的联合策略显著提升了治疗效果,在抗癌治疗领域展现出巨大的应用潜力,为肿瘤治疗的发展提供了新的有力工具和方向。