基于聚噻吩/氮化硼纳米管复合光敏剂的自修复壳聚糖/淀粉水凝胶用于癌细胞光动力治疗

针对光敏剂(PS)溶解性差、稳定性低及纳米载体易聚集等问题，研究人员开发了基于聚噻吩(PT)/氮化硼纳米管(BNNTs)复合光敏剂的自修复壳聚糖/氧化淀粉水凝胶。该体系通过希夫键动态交联，实现20分钟内自修复，PT-BNNTs使吸收光谱红移至600-900 nm治疗窗口，DU-145癌细胞实验显示ROS产量提升4.6倍，照射后细胞存活率降低70%，为肿瘤局部光动力治疗提供了新型智能递送平台。

　　

光动力治疗（PDT）作为一种微创疗法，通过特定波长光激活光敏剂产生活性氧（ROS）杀伤癌细胞，已被FDA批准用于食管癌、基底细胞癌等疾病。然而现有光敏剂面临溶解性差、光稳定性低等瓶颈，而纳米载体如氮化硼纳米管（BNNTs）虽具生物相容性，却易在水溶液中聚集。更棘手的是，全身给药会导致光敏剂非特异性分布，患者暴露于自然光时可能损伤健康组织。针对这些挑战，智利的研究团队在《Biomaterials Advances》发表创新成果，开发了基于聚噻吩（PT）功能化BNNTs的自修复水凝胶递送系统，为肿瘤局部PDT提供了智能解决方案。

研究采用三大关键技术：1）通过π-π堆积非共价修饰BNNTs制备水溶性PT-BNNTs杂化物；2）利用高碘酸钠氧化淀粉与壳聚糖通过动态希夫碱键构建自修复水凝胶；3）通过流变学测试和DU-145前列腺癌细胞模型评估凝胶性能及PDT效果。

【功能化水分散性BNNTs的制备与表征】
通过侧链含四乙氧基甲基（PT-EO）、羧酸钾（PT-COOK）和羧酸（PT-COOH）的聚噻吩对BNNTs进行非共价修饰。PT-COOH/BNNTs表现出最优分散性，Zeta电位达-40 mV，吸收光谱红移突破600 nm，进入PDT理想治疗窗口。

【自修复水凝胶的性能】
氧化淀粉与壳聚糖通过动态亚胺键交联形成水凝胶，凝胶时间<1分钟，20分钟内实现自修复。PT-BNNTs的加入使储能模量（G'）提升10倍，剪切稀化特性确保可注射性，为肿瘤局部填充提供理想物理特性。

【体外PDT效果评估】
DU-145细胞实验显示，含PT-COOH/BNNTs的水凝胶在光照下ROS产量达对照组的4.6倍。70%的细胞死亡率显著优于无光照对照组，证实杂化物通过I型（自由基）和II型（单线态氧）机制协同作用。

该研究开创性地将导电高分子-纳米管杂化体系与动态交联水凝胶结合，解决了光敏剂递送的多重难题。PT-BNNTs使吸收光谱突破组织穿透深度限制，自修复特性确保肿瘤微环境中的结构完整性，局部给药策略规避了全身毒性。尤为重要的是，PT侧链羧基与BNNTs的强相互作用为设计新型纳米光敏剂提供了分子工程思路。这种"智能凝胶+纳米光敏剂"的协同设计，不仅为术前新辅助治疗提供新工具，其动态交联网络对其它抗癌药物的负载也具有普适性价值，标志着肿瘤精准治疗向可编程材料迈出关键一步。