基于黑磷纳米复合材料电解供氧增强胆管癌光动力治疗的实验研究

本研究针对胆管癌(CCA)光动力治疗(PDT)中活性氧(ROS)生成效率低和肿瘤缺氧微环境两大瓶颈问题，创新性地构建了负载Fe3O4的黑磷纳米片(BPNS)复合材料，结合直流电解(DCE)供氧技术，显著提升单线态氧(1O2)和羟基自由基(·OH)产量，为优化临床PDT方案提供新思路。

　　

胆管癌作为肝脏第二高发的恶性肿瘤，其治疗困境在于诊断时多已晚期且对放化疗不敏感。传统光动力治疗虽有一定效果，但受制于两点：一是临床常用血卟啉衍生物光敏剂的单线态氧(¹O₂)产率仅0.13；二是肿瘤特有的缺氧微环境进一步限制光动力反应。更棘手的是，光敏剂耗氧特性反而会加剧肿瘤缺氧，形成恶性循环。

针对这一临床难题，广州医科大学附属肿瘤医院肝胆外科吴新强团队在《Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology》发表研究，创新性地将二维材料黑磷纳米片(BPNS)与Fe₃O₄纳米粒子复合，并引入直流电解(DCE)技术。黑磷的¹O₂量子产率高达0.91，Fe₃O₄可催化肿瘤内H₂O₂生成·OH，而DCE通过电解组织液持续供氧，三者协同突破传统PDT的局限性。

研究采用PEI修饰法制备BPNS@PEI-Fe₃O₄纳米复合材料，通过透射电镜(TEM)确认其形貌特征，并建立胆管癌小鼠模型验证疗效。实验组设置包括单纯PDT、纳米材料联合PDT、以及结合DCE的三联方案，通过免疫荧光、流式细胞术等方法评估ROS生成和细胞凋亡情况。

【材料表征】TEM显示BPNS具有清晰的层状褶皱结构，负载PEI-Fe₃O₄后粒径约300nm。Zeta电位证实PEI修饰使材料表面电荷由-35.6mV转为+28.3mV，显著提升细胞摄取效率。

【体外实验】BPNS@PEI-Fe₃O₄在激光照射下¹O₂产量是Photofrin的7倍，同时Fe₃O₄催化产生的·OH使总ROS提升3.2倍。DCE组肿瘤组织氧分压(pO₂)较对照组升高4.8倍。

【动物实验】三联治疗组肿瘤抑制率达82%，显著高于传统PDT组(41%)。缺氧诱导因子HIF-1α表达下降65%，证明微环境缺氧状态明显改善。

这项研究的重要意义在于：首次将黑磷的高效光动力特性与电解供氧技术结合，通过"双ROS路径"(¹O₂+·OH)和氧供应动态调节，突破胆管癌PDT的疗效瓶颈。特别是直流电解技术的创新应用，为实体瘤缺氧微环境干预提供了安全可行的新思路。未来可进一步探索BPNS载药系统与DCE的时空协同控制，推动光动力治疗从姑息性手段向根治性疗法跨越。