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综述:冷大气等离子体联合纳米颗粒在癌症治疗中的应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月01日 来源:Interdisciplinary Medicine 13.6
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这篇综述深入探讨了冷大气等离子体(CAP)与纳米颗粒(NPs)协同治疗癌症的前沿进展,重点阐述了CAP通过产生活性氧氮物种(RONS)选择性诱导癌细胞凋亡的机制,以及NPs在靶向递送、光热/光动力疗法(PTT/PDT)和免疫调节中的增效作用。文章系统分析了金/银/磁性/聚合物纳米颗粒等多种NPs与CAP联用的协同效应,为开发低毒高效的癌症联合治疗方案提供了重要参考。
癌症治疗领域正在迎来一场革命性的技术融合——冷大气等离子体(CAP)与纳米颗粒(NPs)的强强联合。这种创新疗法通过物理与化学的协同作用,为攻克恶性肿瘤提供了全新思路。
冷大气等离子体的抗癌机制
CAP在室温下产生的电离气体富含活性氧氮物种(RONS),包括·OH、H2O2和ONOO-等。这些活性分子能选择性作用于癌细胞,通过三种核心机制发挥疗效:首先引发DNA双链断裂(DSBs)和线粒体功能障碍;其次改变肿瘤微环境,抑制癌症干细胞(CSCs)的自我更新能力;最重要的是诱导免疫原性细胞死亡(ICD),释放损伤相关分子模式(DAMPs)激活T细胞免疫应答。
纳米颗粒的增效作用
各类NPs在联合治疗中展现出独特优势:金纳米颗粒(GNPs)通过表面等离子共振增强光热转换效率;磁性纳米颗粒(MNPs)可实现磁靶向递送和磁热疗协同;聚合物纳米颗粒(PLNs)则能封装疏水性药物并实现pH响应释放。特别值得关注的是磷烯纳米片(VPNs),其优异的光热转换效率(>40%)和生物相容性使其成为PDT的理想载体。
协同治疗的突破性进展
当CAP遇见NPs,产生了1+1>2的协同效应:等离子体使肿瘤细胞膜通透性增加300%,显著提升NPs的胞内摄取;而NPs表面的催化活性位点又能放大RONS的氧化应激效应。动物实验显示,CAP联合聚乙二醇修饰的金纳米颗粒(PEG-GNPs)可使黑色素瘤体积缩小82%,且能特异性识别磷酸化黏着斑激酶(p-FAK)过表达的转移灶。
临床转化面临的挑战
尽管前景广阔,该技术仍需解决三大瓶颈:CAP设备的标准化问题,不同放电方式(如介质阻挡放电DBD与等离子体射流)产生的RONS谱存在显著差异;NPs的长期生物安全性有待验证,特别是量子点(QDs)的重金属渗出风险;此外,如何实现深部肿瘤的精准能量递送仍需技术突破。
未来发展方向将聚焦于多模态联合治疗,例如将CAP-NPs与免疫检查点抑制剂联用,或开发能同时负载RONS敏化剂和化疗药物的"智能"纳米载体。随着首个FDA批准的CAP临床试验(针对实体瘤)取得积极结果,这种融合物理能量与纳米技术的抗癌新范式,正逐步从实验室走向临床实践。
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