纳米材料应用于光热治疗-综述

纳米材料应用于光热治疗：综述

摘要：大规模高效的制备大小均一，形貌可控的纳米材料一直是研究的热点问题，在新兴的纳米生物医学领域中，将具有先进功能的纳米材料及具有智能响应特性的纳米结构用于疾病的诊断和治疗研究，目前已实现影像介导的药物递送和治疗、影像指导的手术切除和实时监控的治疗应答等。光热治疗是通过激光照射（近红外光）的方法，改变肿瘤细胞所处环境，将光能转换为热能，达到一定温度，从而杀死肿瘤细胞，达到治疗目的。

具有近红外吸收功能的金属纳米材料是一种理想的红外断层成像的显影剂，本文简述了贵金属包被的碳纳米管、金纳米棒、硫化铜亚微米超结构、金纳米笼等特殊的纳米复合物经过修饰、功能化后应用于肿瘤细胞的光热治疗法之中。

关键字：肿瘤金属纳米材料光热治疗

The Nanomaterials used in Photo-Thermal Therapy:A Review

Sui Yanyan

(College of chemistry Sciences, Southwest University, Chongqing 400715)

Abstract: The development of efficient methods for the controlled synthesis of nanocrystals with monodispersity,stability,and predictable morphology is one of the heartest research.In the burgeoning nano-bio-medicine field,use of advanced nanomaterials and smart stimuli-responsive nanostructures for the diagnosis and treatment of disease can provide the direct evidence to early diagosis,occurrence and development progresses of disease,and also have enabled online imaging of drug for the detection of disease,image-guided drug delivery and treaments,guidanceof surgical resection,and monitoring of treatment response.

With the function of near-infrared absording,metal nanomaterials is a ideal material of the developer infrared tomography.This article briefily resume the use of nanomaterials such as noble metal coated nanotube,Gold nanorods,Copper sulfide sub micron ultra structure,Gold nanocage through decorated and functional in the Photo-Thermal Therapy.

1.引言

1.1肿瘤与纳米材料

恶性肿瘤已经成为导致人类死亡的主要疾病之一，根据2011 年世界卫生组织最新的统计结果显示，预计到2020 年前，全球癌症发病率将增加50%，即每年将增加1500 万癌症患者。同时，癌症的死亡人数也将迅猛上升，至2030 年，全球死于癌症的人数将继续增加74%。其中，全球20%的新发癌症病人在中国，24%的癌症死亡病人在中国[1]。因而，采用新技术提高现有癌症预警与早期诊断、转移监测、疗效预测及有效治疗的临床方法是目前我国公共卫生领域亟待解决的重大问题。

纳米科学和技术被誉为当今三大前沿领域之一，其创新活动正逐渐对社会经济产生深远的影响。科学界普遍认为，作为21 世纪经济增长的一台发动机，纳米技术的作用将大大超越微电子学在20 世纪后半叶对世界的影响[2]。纳米技术与肿瘤医学相结合形成的纳米肿瘤医学是纳米医学中新兴的重要领域，也是当前各国前沿科技优先发展的核心领域。根据美国国立癌症研究院( NCI )调查表明：纳米技术已经在癌症的预防、诊断、影像和治疗等领域展现出巨大的贡献[3-4]。

纳米生物医学的快速发展为开发安全、高效、特异、智能化的纳米探针提供了新思路。纳米颗粒的尺寸比癌细胞尺寸小100 倍，甚至1000 倍，因此他们很容易通过细胞屏障。另外他们优先聚集在肿瘤部位，这是由于肿瘤组织微血管通透性亢进和不健全的淋巴引流系统产生的高通透高滞留效应( Enhanced Permeability and Retention Effec，t EPR)而造成的[5]。随着纳米颗粒材料、高生物兼容性表面修饰处理技术和手段的快速发展，如何应用纳米特性如小尺寸效应、纳米表面效应、量子效应、纳米结构独特的声、光、电、热、磁等特殊性质来改进癌症的体外检测、活体影像以及药物的靶向递送与治疗等方法，是目前生命科学对纳米科技提出的最具挑战性的问题，也是纳米科技发展面临的一项重大国家需求。基于目前所取得的研究成果及各国政府对纳米肿瘤医学研究的大量投入，人们有理由相信纳米肿瘤医学将在不同环节为肿瘤的诊疗提供强有力的工具，并从根本上改变目前癌症预防、诊断和治疗的现状。

1.2光热治疗

热疗( Photo-thermal Therapy，PTT)是通过加温的方法，改变肿瘤细胞所处环境，使肿瘤细胞变性、坏死，达到治疗目的[6]。早在1866 年就有报道感染所致的高烧之后肿瘤缩小。热能对细胞产生不同的影响，低剂量热处理有助于损伤的恢复，高剂量热处理可导致细胞死亡，而中等、温和、非致死性剂量的热处理则可使肿瘤细胞对放疗