纳米催化疗法作为新型肿瘤治疗策略,引发关注。该策略通过纳米材料模拟生物酶的催化过程,将肿瘤部位过表达的H2O2原位转变为活性氧(ROS)自由基进而引发肿瘤细胞凋亡,可降低传统疗法对正常组织的毒副作用。然而,由于肿瘤微环境中H2O2浓度一般较低,而肿瘤有多样性、复杂性和异质性等特征,单模态纳米催化治疗效率较为有限。因此,亟需开发多模式综合治疗策略以增强抗肿瘤效果。如何有效整合多模式肿瘤疗法并阐释其协同机制,是肿瘤治疗领域关键且颇具挑战性的研究方向。
二维黑磷(black phosphorus,BP)纳米片是新兴的类石墨烯层状材料,表现出较多独特的理化性质和生物学效应,如高的表面积、生物可降解性、良好的生物相容性以及光热和光动力效应。钯(Pd)纳米片是另一类性能独特的二维材料,具有高的比表面积,且表面具有的大量配位不饱和金属原子使其表现出高效的催化活性(包括类酶催化活性)。同时,Pd片具有较好的生物相容性和光热效应,在生物医学领域具有广阔的应用前景。科研人员构建了基于黑磷/钯纳米片的多功能二维纳米平台,提出了融合光热/光动力/化学动力模式的肿瘤治疗“三合一”多模式创新策略。
科研人员采用液相法剥离制得黑磷片,通过室温原位还原过程在黑磷片上形成二维Pd纳米结构。P原子可同时作为Pd原子的支撑位点和Pd生长的配体,同时,同步辐射实验证实了Pd-P配位键的形成。研究显示,改变Pd/P投料比,利用BP片的空间/电子效应可有效地对Pd片尺寸进行裁剪。研究发现:通过强界面Pd-P相互作用,异质结构的纳米片在肿瘤微环境中表现出增强的级联酶活性;通过类过氧化氢酶特性、类氧化酶特性催化作用产生足够的活性氧(ROS)作为治疗性物种,包括超氧阴离子(O2·-)和单线态氧(1O2)。Pd的加入提高了黑磷片原有的光热特性。此外,通过氟代聚乙酰亚胺功能化和负载胞嘧啶-磷酸鸟嘌呤作为免疫佐剂,这种独特的二维异纳米平台的功能扩展,提高了肿瘤的治疗效果。该工作为设计多模式肿瘤治疗平台提供了新思路。
BP/Pd-FPEI-CpG纳米平台用于光热/光动力/化学动力治疗的多模式肿瘤治疗法示意图
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