综述:人工智能驱动的金属有机框架在胰腺癌诊断与治疗中的应用进展

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:Dyes and Pigments 4.1

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  这篇综述系统阐述了金属有机框架(MOFs)在胰腺癌诊疗中的创新应用,重点探讨了其高比表面积、可调孔隙结构和生物相容性等特性如何提升标志物检测(如MRI、生化传感器)和治疗效果(包括声动力疗法SDT、化学动力疗法CDT、光热疗法PTT等)。文章特别强调了人工智能(AI)技术对MOFs诊疗策略的优化作用,为突破胰腺癌"癌王"困境提供了多模态解决方案。

  

生产平台用于分离与检测
胰腺癌高死亡率的核心难题在于早期诊断的滞后性。金属有机框架(MOFs)凭借其纳米级孔隙结构和表面可修饰性,成为捕获外泌体等肿瘤标志物的理想平台。研究表明,MOFs能高效富集胰腺癌特异性代谢物(如CA19-9),其检测灵敏度较传统方法提升3个数量级。通过负载钆离子(Gd3+
)的MOFs作为MRI对比剂,可清晰显示<2cm的微小病灶,突破传统CT的检测极限。

MOFs在胰腺癌治疗中的应用
手术切除虽仍是主要治疗手段,但MOFs为不可切除病例带来新希望:

  • 单疗法创新:铁基MOFs通过Fenton反应将肿瘤微环境中的H2
    O2
    转化为羟基自由基(•OH),实现化学动力疗法(CDT);卟啉修饰的MOFs在近红外光激发下产生局部高温(50-55℃),精准消融肿瘤。
  • 联合疗法突破:载药MOFs(如吉西他滨@ZIF-8)通过pH响应释放药物,与CDT协同产生"1+1>2"效应,对耐药性肿瘤的抑制率提升76%。
  • 免疫调控:MOFs负载PD-L1抑制剂可逆转肿瘤免疫抑制微环境,实验显示CD8+
    T细胞浸润量增加5倍。

人工智能在胰腺癌影像中的应用
深度学习算法通过分析104
量级的CT影像,可识别肉眼难以察觉的早期胰腺导管病变(准确率92.3%)。AI辅助的MOFs诊疗系统能动态优化给药方案,使药物肿瘤蓄积率提升至常规方法的3.8倍。

总结与展望
MOFs与AI的融合开创了胰腺癌诊疗新范式:在诊断端实现从"厘米级"到"毫米级"的检测飞跃;在治疗端构建了涵盖物理消融、化学攻击和免疫调节的多维打击网络。未来需突破MOFs大规模生产的标准化难题,并建立AI-MOFs诊疗系统的临床转化路径。

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