荧光上转换纳米材料在光动力学治疗癌症中的应用
光动力治疗技术在癌症治疗中的应用
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光动力治疗技术在癌症治疗中的应用引言:随着现代医疗技术的不断发展,癌症治疗也得到了长足的进步。
在各种治疗方法中,光动力治疗技术作为一种新型的治疗手段,正在逐渐被应用于癌症治疗中。
本文将探讨光动力治疗技术在癌症治疗中的应用情况,并分析其优势和局限性。
一、光动力治疗技术的原理与方法光动力治疗技术是一种利用光能和光敏剂相互作用来杀死癌细胞的治疗方法。
其基本原理是通过将有选择性的光敏剂注射到患者体内,然后在特定波长的激光照射下,激活光敏剂产生活性氧,从而引起癌细胞的破坏。
在光动力治疗中,首先需要选择合适的光敏剂。
光敏剂根据其光谱特性可分为强吸光型和长光学效应型。
强吸光型光敏剂在特定波长下能够吸收光能并发出较强的活性氧,适合于对浅表性癌症的治疗。
而长光学效应型光敏剂则能够吸收较长波长的光能,可以渗透到更深的组织中,适用于深部肿瘤的治疗。
其次,光动力治疗需要特定波长的激光来照射患者体内的癌细胞。
根据癌细胞的类型和所在位置的不同,可以选择不同波长的激光来实施治疗。
常用的光动力治疗激光包括红光、近红外光和深红外光等。
最后,在光动力治疗中,医生会根据癌肿的大小和位置,将光敏剂注射到患者体内。
然后在光敏剂积累到足够的浓度后,使用特定波长的激光照射癌症部位,使其发生化学反应并释放出活性氧。
活性氧会引起癌细胞内膜和线粒体的损坏,导致细胞凋亡或坏死,从而达到治疗的效果。
二、光动力治疗技术在不同类型癌症治疗中的应用1. 表皮癌治疗:光动力治疗技术在表皮癌治疗中得到广泛应用。
表皮癌通常位于皮肤表层,且易受光线照射,因此光动力治疗非常适合对其进行治疗。
该技术被广泛用于非黑色素型皮肤癌和公认的癌前病变(例如Bowen 病和鳞状细胞癌)。
光动力治疗对肿瘤的破坏具有顶级的疗效,而且对周围正常组织的伤害较小。
2. 前列腺癌治疗:光动力治疗技术在前列腺癌治疗中也显示出巨大的潜力。
在早期前列腺癌中,光动力治疗可以作为保守治疗选择。
该疗法具有创伤小、恢复快等优势,并且可实现较好的疗效。
上转换纳米材料
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上转换纳米材料上转换纳米材料是一种能够将低能量光转换为高能量光的材料。
这种材料通常被应用于光学成像、生物标记、激光器等领域。
上转换纳米材料的制备方法多种多样,包括溶剂热法、溶胶凝胶法、热分解法等。
其中,溶剂热法是一种常用的制备方法,通过在高温高压的条件下使原料溶液中的金属离子和稀土离子发生共沉淀反应,形成上转换纳米材料。
上转换纳米材料在生物医学领域有着广泛的应用。
例如,将上转换纳米材料修饰在纳米载体上,可以用于肿瘤的早期诊断。
由于上转换纳米材料具有较窄的发射光谱和较窄的吸收光谱,因此可以通过调节其组分和结构来实现针对性的生物成像。
此外,上转换纳米材料还可以用于光动力疗法,通过将其注射到患部并照射相应波长的激光光源,实现对肿瘤的精准治疗。
除了在生物医学领域,上转换纳米材料还被广泛应用于光学成像领域。
由于上转换纳米材料具有较高的光学稳定性和较窄的发射光谱,因此可以用于提高光学成像的分辨率和灵敏度。
例如,将上转换纳米材料修饰在纳米探针上,可以用于细胞内器官的高分辨率成像,有助于深入了解细胞内部的结构和功能。
此外,上转换纳米材料还可以用于激光器领域。
由于上转换纳米材料具有较高的光学增益和较窄的发射光谱,因此可以用于提高激光器的输出功率和波长选择性。
例如,将上转换纳米材料掺杂到激光介质中,可以实现对激光器的性能优化,有助于提高激光器的工作效率和稳定性。
总之,上转换纳米材料是一种具有广泛应用前景的材料,其在生物医学、光学成像、激光器等领域均有着重要的应用价值。
随着制备技术的不断进步和应用需求的不断增加,相信上转换纳米材料将会在更多领域展现出其独特的优势和潜力。
光动力治疗技术在癌症治疗中的应用研究
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光动力治疗技术在癌症治疗中的应用研究癌症,是一种危害人类健康的疾病,目前治疗癌症的方法主要有化疗、手术和放疗等,但这些方法都对人体有一定的副作用,甚至会影响病人的生命质量。
为了找到更安全有效的治疗方法,科学家们开始研究光动力治疗技术。
本文将简述光动力治疗技术的原理及其在癌症治疗中的应用研究。
一、光动力治疗技术的原理光动力治疗是一种非侵入性的治疗方式,该技术主要是通过光敏剂的作用,在光的照射下产生一系列的化学反应,从而杀死癌细胞。
在治疗中,医生会给病人注射一种光敏剂,然后使用特定波长的激光将能量传递给光敏剂,在光敏剂激发后,产生的能量将破坏癌细胞的结构,使其死亡。
同时,治疗中使用的光敏剂可以被身体代谢掉,从而不会对健康造成大的伤害。
二、据统计,在美国,每年有超过100万人被诊断为癌症,为此,科学家们一直在研究癌症的治疗方法。
与传统的癌症治疗方法相比,光动力治疗技术具有许多优势。
首先,光动力治疗技术是一种“局部”治疗,它可以针对患者肿瘤病灶进行治疗,减少其他器官的损伤。
其次,光动力治疗技术可以控制治疗深度和照射面积,这意味着治疗过程可以更精准、更安全。
此外,治疗过程中所使用的光敏剂可以根据病人的具体情况进行调整,从而减少副作用。
近年来,光动力治疗技术在癌症治疗方面得到了广泛的研究和应用。
例如,在胃癌的治疗方面,光动力治疗技术已经被证明是一种有效的治疗方法。
临床试验表明,通过使用光动力治疗技术,可以显著降低胃癌术后的复发率和死亡率。
同时,该技术可以大大减少由于手术、化疗等治疗方案带来的不良反应,提高患者的生活质量。
除此之外,光动力治疗技术还可以用于治疗其他类型的癌症,如肺癌、乳腺癌、淋巴癌等,其疗效也得到了不同程度的证实。
可以预期的是,随着技术的不断进步,光动力治疗技术将会成为未来癌症治疗的一种重要方式。
三、结尾总之,光动力治疗技术作为一种新型的癌症治疗技术,已经逐渐被临床广泛应用。
与传统治疗方案相比,光动力治疗技术具有精准、安全、低毒副作用等优点,被越来越多的科学家所青睐。
上转换纳米颗粒的制备及在光动力学治疗、生物检测中的应用的开题报告
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上转换纳米颗粒的制备及在光动力学治疗、生物检测中的应用的开题报告一、研究背景与意义:随着纳米材料科学技术的不断发展,纳米颗粒作为一种重要的纳米材料已经成为了当前材料领域的研究热点之一。
纳米颗粒具有较大比表面积、较高表面能、量子尺寸效应等显著特性,这些特性使得纳米颗粒在药物输送、光学成像、生物检测等方面拥有广阔的应用前景。
其中,上转换纳米颗粒是近年来研究的一种新型纳米颗粒,它具有纳米材料的特性,又能将原本的低能量光转化为高能量光,这使得它在光动力学治疗、细胞成像等方面具有特殊优势。
目前,上转换纳米颗粒的制备和应用方面还存在一些问题和挑战,因此探究上转换纳米颗粒的制备及在光动力学治疗、生物检测中的应用具有重要的研究意义和应用价值。
二、研究内容:本课题拟研究上转换纳米颗粒的制备及其在光动力学治疗、生物检测中的应用。
具体内容包括:1、上转换纳米颗粒的制备方法及性质分析:通过文献综述和实验方法探究上转换纳米颗粒的制备方法,并对其形貌、物理性质进行性质分析,阐明其结构和性质的关系。
2、纳米颗粒在光动力学治疗中的应用研究:以常见的肿瘤治疗为例,探究上转换纳米颗粒在光动力学治疗中的应用机制、疗效评价等方面的研究,验证其在光动力学治疗中的应用前景和潜力。
3、纳米颗粒在生物检测中的应用研究:以细胞成像为例,探究上转换纳米颗粒在生物检测中的应用研究现状和前景,结合实验验证,评价其在生物检测中的应用效果。
三、预期成果:本课题的预期成果包括:1、制备合适的上转换纳米颗粒,并对其形貌和性质进行分析,揭示其结构与性质之间的关系。
2、探究上转换纳米颗粒在光动力学治疗中应用的机制和疗效评价,验证其在光动力学治疗中的应用前景和潜力。
3、探究上转换纳米颗粒在生物检测中的应用研究现状和前景,结合实验验证,评价其在生物检测中的应用效果。
四、研究难点和挑战:上转换纳米颗粒的制备及其在光动力学治疗、生物检测中的应用涉及诸多方面的知识和技术,研究过程中可能会面临以下难点和挑战:1、纳米颗粒的制备方法优化:上转换纳米颗粒的制备方法不易控制,需要优化方法,从而得到分散度好、稳定性高的纳米颗粒材料。
以上转换纳米颗粒和光动力疗法为基础的肿瘤联合治疗研究进展
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以上转换纳米颗粒和光动力疗法为基础的肿瘤联合治疗研究进
展
陈雨濛;姜国玉;王雪松
【期刊名称】《影像科学与光化学》
【年(卷),期】2016(034)004
【摘要】光动力疗法作为一种非侵入性治疗手段已广泛应用于肿瘤的临床治疗.然而其疗效却深受紫外-可见光组织穿透深度的限制.镧系掺杂上转换纳米颗粒可以将近红外光转换为紫外-可见光,被广泛用于与传统光敏剂结合实现更为高效的光动力治疗.近年来,以上转换纳米颗粒和光动力疗法为基础的肿瘤联合治疗研究备受关注,本文重点介绍了该领域的最新研究进展,并对其未来发展方向作出了展望.
【总页数】15页(P297-311)
【作者】陈雨濛;姜国玉;王雪松
【作者单位】中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室,北京100190;中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室,北京100190;中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室,北京100190
【正文语种】中文
【相关文献】
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4.磁性纳米颗粒在肿瘤药物及肿瘤治疗中的研究进展 [J], 刘庆祖;杨慧恺;刘建恒;毛克亚
5.磁性纳米颗粒在肿瘤药物及肿瘤治疗中的研究进展 [J], 刘庆祖;杨慧恺;刘建恒;毛克亚
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光动力疗法在癌症治疗中的应用进展
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光动力疗法在癌症治疗中的应用进展近年来,随着医疗技术的不断发展,癌症治疗也取得了长足的进步。
其中,光动力疗法作为一种新兴的治疗手段,逐渐受到了广泛关注。
光动力疗法利用光能激活光敏剂,产生一系列化学反应,从而达到治疗癌症的目的。
本文将从光动力疗法的原理、应用范围以及进展等方面进行探讨。
首先,我们来了解一下光动力疗法的原理。
光动力疗法主要包括两个关键组成部分:光敏剂和光源。
光敏剂是一种能够吸收特定波长光的物质,而光源则提供相应波长的光能。
当光敏剂吸收光能后,会发生一系列的化学反应,产生活性氧或自由基等物质,从而破坏癌细胞的结构和功能,达到治疗的效果。
光动力疗法具有选择性靶向作用,能够减少对正常细胞的损伤,因此备受关注。
其次,光动力疗法在癌症治疗中的应用范围十分广泛。
目前,光动力疗法已经成功应用于多种癌症的治疗,包括皮肤癌、头颈部肿瘤、胃肠道肿瘤等。
在皮肤癌治疗中,光动力疗法可以通过光敏剂的局部涂抹或注射,再用激光或LED等光源照射,达到杀灭癌细胞的效果。
而在头颈部肿瘤治疗中,光动力疗法可以通过内窥镜等器械将光敏剂直接注入肿瘤组织,再进行光照射。
此外,光动力疗法还可以与其他治疗手段相结合,如放疗、化疗等,提高治疗效果。
随着科技的进步,光动力疗法在癌症治疗中的应用也在不断取得新的进展。
一方面,研究人员正在不断寻找更有效的光敏剂。
目前已经有一些新型的光敏剂被研发出来,具有更好的光敏特性和更低的毒副作用。
另一方面,光源的研究也在不断进行。
传统的光源如激光在治疗过程中存在一定的局限性,如成本高、体积大等问题。
因此,研究人员正在探索新型的光源,如LED等,以提高治疗的便捷性和效果。
此外,光动力疗法还面临着一些挑战和问题。
首先,光动力疗法的治疗效果受到光敏剂的选择和光源的特性等因素的影响。
因此,如何选择合适的光敏剂和光源,以及如何优化治疗参数,是当前亟需解决的问题。
其次,光动力疗法在治疗过程中可能会引起一些不适反应,如疼痛、红肿等。
光动力学治疗在癌症治疗中的应用
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光动力学治疗在癌症治疗中的应用光动力学治疗(Photodynamic Therapy,PDT)是一种以光敏剂为基础的肿瘤治疗方法,其在癌症治疗中的应用已经得到了广泛的研究和应用。
光动力学治疗通过将光敏剂引入肿瘤细胞内,并在受到特定波长的激光照射后产生光反应,引起肿瘤细胞的破坏,从而达到治疗肿瘤的目的。
光动力学治疗的基本原理是光敏剂的选择性富集于肿瘤组织,并对特定波长的光敏感。
当激光照射到携带光敏剂的肿瘤组织中,光敏剂会通过能量转移过程产生活性氧物质,这些活性氧物质能够破坏肿瘤细胞的结构和功能,从而达到治疗的效果。
与传统的放化疗方法相比,光动力学治疗具有局部治疗的优势,可以更精确地靶向治疗肿瘤,减少对健康组织的伤害。
光动力学治疗在癌症治疗中的应用已经涵盖了多个部位和类型的肿瘤。
在皮肤癌治疗中,光动力学治疗已经取得了很大的成功。
对于早期的非黑色素皮肤癌和早期黑色素皮肤癌,光动力学治疗可以实现局部治愈,同时有较小的创伤和快速恢复的优势。
此外,光动力学治疗还可以用于治疗头颈部肿瘤、鼻咽癌、肺癌、前列腺癌等多种肿瘤类型。
光动力学治疗的优势不仅体现在其对肿瘤的局部治疗效果上,还在于其较低的毒副作用和改善生活质量。
与传统的放化疗方法相比,光动力学治疗避免了对全身组织的广泛毒副作用,减少了患者的副反应和不良反应,提高了患者对治疗的接受度和生活质量。
除了局部肿瘤治疗外,光动力学治疗还有望在微创手术中发挥重要作用。
光动力学治疗可以通过内窥镜或导管引导下的激光照射,实现对内腔肿瘤的治疗。
例如,在胃癌和食道癌的治疗中,通过内窥镜引导下的光动力学治疗可以有效地清除肿瘤并保护患者的生活功能。
光动力学治疗作为一种新兴的癌症治疗方法,还有许多问题需要进一步研究和探索。
首先,光敏剂的选择和优化是光动力学治疗中的关键问题。
不同类型的肿瘤对光敏剂的敏感度和选择性有所差异,因此需要进一步研究,以选择最有效的光敏剂。
此外,光动力学治疗的治疗效果还受到光源的影响,因此也需要进一步优化光源的性能。
光动力学疗法在肿瘤治疗中的应用
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光动力学疗法在肿瘤治疗中的应用随着现代科技的不断发展,医疗领域也日新月异,疾病治疗手段更加多样化和升级化。
在癌症治疗领域,光动力学疗法是一种近年来备受关注的新型肿瘤治疗方式。
本文将详细介绍光动力学疗法的原理、特点以及在肿瘤治疗中的应用,以期能够让更多人了解和关注这项新兴技术。
一、光动力学疗法的原理光动力学疗法是一种利用特定波长的光与光敏剂相互作用,产生氧自由基导致肿瘤细胞死亡的治疗方法。
光敏剂是通过局部或者全身性给药的方式,将光敏剂分子与肿瘤细胞结合。
接下来,肿瘤区域被照射所携带的特定波长光照射,光敏剂会吸收波长所提供的能量,从而激活光敏剂分子。
激活后的光敏剂分子能够产生氧自由基以及其他有害分子。
氧自由基可以直接杀死癌细胞。
另外,光敏剂还可以继续激发能量,持续释放氧自由基,从而达到杀灭肿瘤的效果。
二、光动力学疗法的优势光动力学疗法具有许多传统肿瘤治疗手段所不具备的优势:1、无剂量的敏感性:光动力学疗法的起效原理为光敏剂吸收能量,产生氧自由基杀死肿瘤细胞,不存在剂量限制问题。
这意味着即便对于对传统化疗药物敏感性降低的患者,也能够获得同等的治疗效果。
2、无侵入性:光动力学疗法只需要通过肿瘤区域照射光线来产生治疗作用,不需要进一步的手术,不会造成创伤,减少了患者的痛苦。
3、局部治疗:由于光敏剂只会在与之接触的肿瘤部分产生效果,所以光动力学疗法具有很好的局部治疗效应,能够减少其他健康组织的损伤。
三、光动力学疗法的应用1、非小细胞肺癌其中,光动力学疗法适用于入侵体表的局部制剂,以及显微光动力学治疗。
光动力学的作用机制相对简单,但是目前难以确定其治疗效果的长期性。
因此,光动力学疗法还需要更进一步的研究和实践。
2、食道癌光动力学疗法在食道癌治疗方面也表现出了很好的效果。
光动力学疗法的优点包括少量侵入性,恢复快,低创伤等。
同时,光动力学疗法还能够降低并发症发生率,提高生活质量。
3、晚期口腔癌光动力学疗法同样适用于晚期口腔癌,治疗效果令人印象深刻。
纳米粒在光动力学疗法中的应用
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技术的发展使光能传递到难以到达的部位。人体内 D T治疗可通过内窥镜或支气管镜等进 部器官的 P 行。非激光源适合于表面组织病灶治疗。P D T对基 底细胞癌疗效较好, 而对皮肤鳞癌和黑素瘤效果差, 因为后者渗透皮肤较深, 而目前应用的光辐射难以 扩展到整个肿瘤。其他 P D T临床试验还涉及脑瘤、 前列腺癌、 卵巢癌和间皮瘤。 P D T的非肿瘤应用包 D T在加拿 括眼、 皮肤、 局部炎症和感染。亚甲蓝 P 大被批准用于牙周炎。 P D T的优势是成本低、 治愈 率高。与数周到数月的放疗和化疗, 以及需长期住 院的手术方法比较, P D T常在门诊就可实现。 P D T 适用于各期癌症患者, 可用作手术辅助治疗、 单独治 疗或预防肿瘤组织继续增生。 1 光动力学疗法临床应用中的问题 限制 P D T临床使用的障碍 包 括: 设备成本较 高, 随机性试验无标准操作规程, 治疗效率与传统疗 法相当, 难以到达深部皮肤肿瘤, 长期治疗后的光敏 性降低。P D T的治疗效果主要决定于单态氧产生效 率, 光敏剂对靶部位的有效性和选择性, 及其在靶部 位的浓度。 1 1 光敏剂 第 1代光敏剂是几种卟啉类化合物的混合物。 第 2代光敏剂是纯度较高、 结构确切的新化合物, 如 卟啉衍生物、 酞绿素类等。它们能有效地产生单态 氧, 在6 5 0~ 8 0 0n m 有强吸收。对病变组织的选择 ) 。 性高和体内消除快, 减少了不良反应的发生( 表1
( 1 . 军事医学科学院放射与辐射医学研究所,北京 1 0 0 8 5 0 ; 2 . 河南大学药学院,河南 开封 4 7 5 0 0 4 )
荧光探针在癌症光动力疗法中的应用研究
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荧光探针在癌症光动力疗法中的应用研究随着人类医学技术的不断进步,越来越多的疾病得到了治疗和控制。
然而,癌症却是一种难以治愈的疾病,常常成为困扰人类健康的终极难题。
光动力疗法(PDT)是一种有前途的治疗癌症的方法。
荧光探针是一种重要的PDT技术的成分,被广泛应用于癌症光动力疗法中。
本文将探讨荧光探针在癌症光动力疗法中的应用研究。
一、光动力疗法(PDT)介绍PDT是一种基于荧光剂和特定波长光激发荧光剂激发产生的氧的活性成分,照射到局部癌细胞或病变组织中,从而产生损伤细胞机制的治疗方法。
PDT目前已广泛应用于很多方面,例如癌症、视网膜疾病、心血管疾病和皮肤疾病等等。
PDT是一种局部治疗方法,其原理是使用特定光源,使经过荧光剂激发后的氧与生物内部生物分子结合,在激发荧光剂产生的活性物质下,使病变组织或癌细胞受到损伤,从而达到治疗目的。
PDT治疗一般需要荧光剂,光源和氧气三方面的配合。
荧光剂是PDT治疗最核心的成分,可以根据荧光剂的种类和选择光源的特定波长来达到不同的治疗效果。
二、荧光探针在PDT中的应用荧光探针是PDT治疗中不可或缺的元素。
由于荧光信号是非常敏感的,可以提供高度灵敏和高分辨率图像。
因此,它被广泛应用于癌症的PDT治疗中。
当荧光探针注射到人体内部时,会自然地进入健康细胞和癌细胞中,并随着时间的推移将其日益聚集在癌细胞中。
在治疗时,很多荧光探针的种类可以根据不同的波长被激发,使得荧光信号在治疗时可以立即可视化。
同时,荧光探针在PDT治疗中还有另外一种应用方式,就是它可以监测特定的生物分子或细胞环境中光敏剂的激发,并通过对研究对象的透彻了解,帮助了解PDT对疾病的治疗效果。
三、荧光探针的局限性及未来发展尽管荧光探针在PDT治疗中已被广泛应用,但其存在一些限制性问题。
首先,荧光探针的聚集速度和nonspecificity有局限性,这在某些情况下会降低荧光探针的灵敏性和特异性。
这个问题正在不断解决,并且在许多研究领域已确立最佳实践程序来克服这个问题。
光动力疗法在癌症治疗中的应用
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光动力疗法在癌症治疗中的应用光动力疗法是一种新兴的治疗手段,广泛应用于多种疾病的治疗中。
其中,光动力疗法在癌症治疗中的应用备受瞩目。
本文将就光动力疗法在癌症治疗中的应用作一详细介绍,并探讨其优缺点。
一、光动力疗法的基础原理光动力疗法治疗方法的基本原理是在特殊的光源下,将化学药物通过体内靶向作用,达到杀死或抑制癌细胞的目的。
光动力疗法通常包含三个步骤:首先是使用染色剂或荧光剂,使患者的癌细胞变得极其敏感,然后通过光源激活化学物质,在患处形成一种特殊的结构,最后这种结构将破坏癌细胞的形态和功能,从而达到抑制或杀死癌细胞的目的。
二、光动力疗法的应用场景光动力疗法不仅可以应用于癌症治疗中,还可以应用于眼科、皮肤相关疾病治疗中,但当前该疗法主要应用于癌症治疗。
相比于传统的放疗和化疗,光动力疗法可达到更好的治疗效果,并且更加适合一些特定类型的癌症,如口腔癌、皮肤癌和肺癌等。
三、光动力疗法的优缺点优点:1. 光动力疗法治疗效果显著,能够有效抑制癌细胞的生长和扩散,并且可以在保留患者组织的情况下,杀死患者体内的癌细胞,提高治疗的准确性和效果。
2. 光动力疗法对患者的副作用较小,相比较传统的放疗和化疗,光动力疗法对患者的身体造成的负担显著降低。
3. 光动力疗法治疗过程快速简便,常常可以在短时间内完成一次治疗,并且治疗过程不会对患者的生活和工作产生大的影响。
缺点:1. 光动力疗法对光源的依赖较高,因此患者需要进入特殊的设备室内接受疗程,对地域和资源有要求。
2. 光动力疗法的药物需依赖体内的氧气参与酶的反应,患者体内氧气水平过低,则会影响治疗效果。
3. 光动力疗法可能会引发患者体内炎症反应,导致患者体内微生物滋生,引发感染等并发症。
四、光动力疗法在癌症治疗中的应用前景当前,光动力疗法已经被广泛应用于口腔癌、皮肤癌和肺癌等类型癌症的治疗中,而且该疗法在治疗效果和安全性方面的优势越来越显著。
同时,随着技术的不断进步,光动力疗法也在不断完善中,特别是在治疗的精确度、治疗时间和治疗设备方面的提升。
荧光上转换纳米材料在光动力学治疗癌症中的应用
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然而 , 目前 光动 力 治疗 癌 症仍 然 存 在一 些 不 足 ,
主要 包括 以下 几个 方 面 :
1 ) 目前 常 用 的光 敏 剂 主要 是 卟 啉衍 生 物 , 这 些
分 子 对 肿 瘤 组 织 缺 乏 靶 向性 , 在病 灶难 以 富集 达 到
1 引言
具 有 较低 的光 毒 性 , 因此 是 理 想 的光 动 力 学 治 疗 的 光 源 。荧 光 上转 换纳 米 粒 子可 以被 近 红外 光 激 光激
光 动 力治 疗 癌 症是 现 代 癌症 治 疗 的一种 重 要 手
段, 具有微创性 、 不 良反 应 小 、 靶 向性 高 等优 点 j 。 光 动 力学 治 疗 中将 光 敏剂 , 一类 本 身 稳定 无 毒性 , 但 可 以在 特定 波 长 光束 照 射 下生 成 强氧 化 性 物质 单 线 态 氧 的有 机 分 子 , 预先 注 入 机体 , 由于肿 瘤组 织 高 吸 收、 低代 谢 , 经一 段 时 间特 异 性沉 积 在 肿瘤 组 织 。再
紫 光到近红外都可调控 ( 如Y b , E r : 6 5 0 n m, 5 5 0 r i m;
Y b , T m: 3 6 5 , 4 8 0 , 8 0 0 n m) , 这样 可 以匹 配不 同吸 收波
以特 定波长的光辐 射激 活药物 , 产生单线态氧和 自
由基 等 杀 死 肿 瘤 细 胞 , 达 到治 疗 目的 。光 动 力 学 疗
发( 9 8 0 n m) , 然 后转 换 为 可见 光 , 再 由可见 光 激 发其 负 载 的光 敏 剂 , 近红 外 光在 体 内 的穿透 能 力 强 , 可 以
光动力学技术在癌症治疗中的应用
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光动力学技术在癌症治疗中的应用癌症是一种威胁人类健康的疾病,随着科技的不断进步,治疗方法也在不断地更新和创新。
光动力学技术作为一种比较新颖的治疗方法,近年来在临床上得到了广泛地应用。
本文将介绍光动力学技术的原理及其在癌症治疗中的应用。
一、光动力学技术的原理光动力学技术是指将光能与特殊药物相结合,通过激发特殊药物而达到治疗目的的一种方法。
首先需要靶向给药,将光敏剂注入肿瘤区域,然后在特定波长下,激发药物的光敏性,使药物释放出活性氧和有毒自由基,从而破坏肿瘤细胞。
二、目前,光动力学技术已被广泛应用于临床癌症治疗中,包括头颈部癌、皮肤癌、前列腺癌等多种类型的癌症。
1、头颈部癌治疗头颈部癌是一种较为常见的癌症类型,其治疗主要以手术和化疗为主。
但是手术和化疗都存在较为严重的副作用,影响患者的生活质量。
因此,采用光动力学技术逐渐成为一种新的治疗方法。
例如,采用光动力学技术治疗喉癌和口腔癌,已经取得了一定的效果。
相比传统的治疗方法,光动力学技术有着效果显著、无副作用、康复快的优点。
2、皮肤癌治疗皮肤癌是一种主要发生在皮肤上的恶性肿瘤,可能对患者造成肿块、出血和恶痛等症状。
采用光动力学技术治疗皮肤癌,可以很好地控制皮肤癌细胞的生长,减少肿瘤的体积,同时保护周围正常组织。
此外,采用光动力学技术治疗皮肤癌,可以减少化疗和手术等传统治疗方法所带来的副作用,提高患者的心理和身体健康水平。
3、前列腺癌治疗前列腺癌是一种非常常见的男性生殖系统恶性肿瘤,早期常无明显症状,到晚期才会有严重的症状出现。
采用光动力学技术治疗前列腺癌和化疗治疗相比,具有更少的副作用,更高的治疗成功率,并可以减少术后不适感和恢复期。
三、结论通过对光动力学技术在癌症治疗中的应用进行综述,我们可以看出这种技术在治疗多种癌症中已经取得了一定的成功。
光动力学技术治疗癌症具有效果显著、无副作用、康复快的优点,可以很好地控制癌症细胞的生长,同时保护周围正常组织。
光动力化学技术在癌症治疗中的应用指南
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光动力化学技术在癌症治疗中的应用指南背景介绍:癌症是一种严重影响人类生活质量和健康的疾病,传统的癌症治疗方法包括手术、放疗和化疗。
然而,这些方法常常会对患者的身体健康造成副作用和损伤。
随着科技的不断进步,光动力化学技术逐渐成为了一种新的、有效的癌症治疗方法。
本文将介绍光动力化学技术在癌症治疗中的应用指南及其优势。
光动力化学技术原理:光动力化学技术是一种利用特定波长的光激发光敏剂,使其产生活性氧而达到杀灭癌细胞的目的。
该技术由光敏剂、光源和氧分子三个基本元素组成。
当光敏剂被特定波长的光照射后,会产生活性氧,这些活性氧具有强氧化性,能够破坏癌细胞的结构和功能,从而起到治疗癌症的效果。
光动力化学技术在癌症治疗中的应用:1. 提高癌症治疗效果:光动力化学技术可通过活性氧的产生,有效杀灭癌细胞,从而提高治疗效果。
与传统的放疗和化疗相比,光动力化学技术具有更高的选择性和准确性,能够精确作用于癌细胞,降低对健康组织的损伤。
2. 减轻患者的痛苦:癌症治疗过程中,常常伴随着副作用和痛苦。
光动力化学技术相比传统治疗方法,可以减轻患者的痛苦。
由于治疗过程中只需局部照射,患者无需接受全身性的治疗,避免了传统治疗带来的不适感。
3. 可重复治疗性:光动力化学技术可重复应用于癌症治疗。
治疗后,患者可以进行多次治疗,有效清除残留癌细胞,降低癌症复发的风险。
4. 多学科协作:光动力化学技术的应用需要多学科的协作,包括医学、光学、化学等多个学科的专家参与。
这种多学科的协作能够提高治疗的效果和安全性,让患者获得更好的治疗体验。
5. 快速康复:由于光动力化学技术对患者的身体损伤较小,治疗后患者康复较快。
患者可以很快恢复正常生活,降低治疗对患者日常生活和工作的影响。
光动力化学技术的局限:光动力化学技术在癌症治疗中有诸多优势,但也存在一些局限。
首先,该技术对光敏剂的选择有一定的条件,不同类型的癌症需要不同的光敏剂。
其次,该技术对光源的要求比较高,需要特定波长和适当的光强度,因此设备的适应性需要进一步改进。
光动力疗法在癌症治疗中的应用研究
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光动力疗法在癌症治疗中的应用研究近年来,光动力疗法(photodynamic therapy,简称PDT)作为一种新兴的癌症治疗方法受到了广泛关注。
光动力疗法通过使用特定的光敏剂和激光光源,实现对癌细胞的精准破坏。
本文将探讨光动力疗法在癌症治疗中的应用研究,并对其疗效及潜在的未来发展进行讨论。
一、光动力疗法的机制及原理光动力疗法是一种基于光敏剂和特定波长激光的相互作用,实现对肿瘤的治疗。
具体而言,光敏剂通过被激光波长的光照射后,产生活性氧或引发反应,进而导致肿瘤细胞的损伤或杀死。
常用的光敏剂包括卟吩类、金属配合物和纳米材料等。
二、光动力疗法在不同类型癌症中的应用1. 皮肤癌皮肤癌是光动力疗法最早应用的领域之一。
通过将光敏剂局部涂抹于癌症病灶上,并照射激光光源,可实现对皮肤癌组织的高效杀伤。
此外,光动力疗法对局部组织的伤害较小,使其成为治疗皮肤癌的理想选择。
2. 前列腺癌近年来,光动力疗法在前列腺癌治疗中的应用取得了一定的突破。
研究表明,将光敏剂注射至前列腺癌病灶区域后,经适当光照射后可实现肿瘤细胞的死亡。
此外,相较于传统手术和放疗等治疗方法,光动力疗法对正常组织的侵害较小,术后恢复快。
3. 食管癌食管癌是常见的恶性肿瘤之一,其治疗常常面临困难。
研究发现,光动力疗法在食管癌治疗中具有很大的潜力。
通过内镜引导下将光敏剂注射至食管癌病灶,再照射激光光源,可实现癌细胞的破坏,同时减轻手术干预对患者造成的损伤。
三、光动力疗法的优势和挑战1. 优势光动力疗法具有非侵入性、痛苦度低和恢复迅速等明显优势。
相较于传统的手术和放疗等治疗方式,光动力疗法对正常组织的侵害较小,避免了疼痛和创伤。
此外,光动力疗法操作简便、可重复应用,无需使用大剂量化疗药物,降低了患者的不良反应发生率。
2. 挑战光动力疗法的挑战主要包括光敏剂对正常组织的潜在毒性,光源的选择和治疗深度等。
光敏剂的毒性是光动力疗法应用中的一个主要问题,目前研究人员正在努力开发新型的光敏剂,以提高其选择性和安全性。
用于光动力治疗的新型纳米材料
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用于光动力治疗的新型纳米材料近年来,随着人们对新型材料和生命科学的研究水平不断提高,越来越多的新型纳米材料被应用在医学领域中,特别是在治疗方面的应用,尤其值得关注。
其中,用于光动力治疗的新型纳米材料,也称为纳米光敏剂,成为了医学领域中的一种重要新型治疗手段。
纳米光敏剂的工作原理是在特定波长的激光照射下,释放出能够杀灭癌细胞的活性氧分子,从而达到治疗的效果。
相对于化疗和放疗等传统治疗手段,纳米光敏剂具有局部控制、无重大副作用等优点,因此备受医学专家和患者的关注。
与此同时,纳米光敏剂也存在一些技术层面的问题。
最大的挑战是如何有效地传输和局部富集纳米光敏剂,以获得特定位置的疗效,这需要既能够快速进入到肿瘤细胞,又不会对正常细胞造成伤害的能力。
近年来,有一种新型纳米材料—金属有机框架(MOFs)被广泛研究用于医疗领域。
金属有机框架是一种由金属离子和有机配体组成的晶体结构材料,具有超高的比表面积和孔容量,能够同时稳定、载荷和释放纳米制剂。
研究人员发现,在将纳米光敏剂包装进金属有机框架中时,MOFs可以有效地提高纳米光敏剂的稳定性和生物相容性,从而达到超高的光热治疗效果。
而且,金属有机框架的超高比表面积和孔容量特性,也可以达到高度局部化、高度敏感的效果,从而实现更精细的治疗。
除了使用金属有机框架包装纳米光敏剂以外,还有其他几种途径可以实现纳米光敏剂的局部富集,例如利用纳米药物或激光替代纳米光敏剂。
这些技术层面的进展,将为纳米光敏剂的临床应用和治疗效果的提升提供新的思路和方法。
总的来说,用于光动力治疗的新型纳米材料是医学领域中的重要研究方向。
在纳米光敏剂研究中,金属有机框架等新型材料的应用,将有望打破现有技术的局限,拓展该领域的研究空间。
未来,随着纳米材料研究和医学领域的不断进步,纳米光敏剂将成为治疗癌症等重大疾病的新型利器。
光敏感纳米材料应用于荧光标记和生物成像
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光敏感纳米材料应用于荧光标记和生物成像近年来,随着纳米技术的蓬勃发展,纳米材料在生物医学领域的应用备受关注。
其中,光敏感纳米材料作为一种新兴的荧光标记和生物成像技术,具有很大的潜力。
本文将对光敏感纳米材料在荧光标记和生物成像方面的应用进行详细介绍。
首先,我们了解一下光敏感纳米材料的基本原理。
光敏感纳米材料通常是由金属纳米粒子或半导体纳米晶体组成的纳米材料。
它们具有在特定波长的光照射下能够发出强烈的荧光信号的特点。
这种光敏感材料可以用来标记生物分子、细胞和组织,从而实现对生物体内部结构和功能的实时监测和成像。
在荧光标记方面,光敏感纳米材料能够作为标记剂与生物分子或细胞特异性结合,从而实现对它们的荧光标记。
这种标记技术可以应用于生物检测、药物筛选以及基因表达等领域。
例如,研究人员可以利用光敏感纳米材料对特定的抗体进行标记,进而实现对癌细胞的识别和定位。
此外,光敏感纳米材料还可以与特定的DNA序列结合,用于基因测序和基因表达的研究。
这些精确的荧光标记技术为生物医学研究提供了强大的工具和技术支持。
在生物成像方面,光敏感纳米材料具有较高的荧光强度和短的激发和发射波长,使其在生物标记和生物成像中具有重要的应用价值。
近红外荧光成像是近年来非常受关注的生物成像技术之一。
光敏感纳米材料的发射波长可以调控到近红外区域,这个区域的光线能够穿透生物组织,因此可以实现对活体组织和细胞的高分辨率成像。
通过在近红外区域对光敏感纳米材料进行激发,并利用近红外光对其发出的荧光信号进行探测和成像,可以实现对细胞、组织和生物活性分子等的实时监测和成像。
此外,光敏感纳米材料还可以用于光动力疗法。
光动力疗法是一种利用光敏感材料在特定光照射下释放活性氧或热量来杀死癌细胞的治疗方法。
光敏感纳米材料在受到特定光照射后,会产生强烈的局部温度升高或活性氧产生,从而使周围的癌细胞受到损伤。
这种治疗方法具有高效、非侵入性的优点,因此在肿瘤治疗和癌症研究中具有巨大的应用潜力。
纳米材料在光动力治疗中的临床应用
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纳米材料在光动力治疗中的临床应用近年来,纳米材料在医学领域中的应用越来越受到关注,尤其是在光动力治疗中。
光动力治疗是一种利用光敏剂和光源来杀死肿瘤细胞的方法,它具有非侵入性和高效性的特点,成为肿瘤治疗的一种新型选择。
而纳米材料的引入,使得光动力治疗在临床上得到了更广泛的应用和进一步的发展。
纳米材料作为光动力治疗的载体,能够将光敏剂精确地送达到肿瘤部位,提高治疗的精准度。
纳米材料的特殊结构和表面修饰使其具有良好的生物相容性和靶向性,能够有效地避免光敏剂在体内的过早释放和分解。
通过合理设计纳米材料的结构和功能,可以实现对肿瘤细胞的高选择性靶向作用,减少对正常细胞的损伤,提高治疗效果。
纳米材料在光动力治疗中的应用还可以增强治疗的效果。
纳米材料具有较大比表面积和特殊的光学性质,能够吸收和转化光能,并产生局部的热效应。
当纳米材料与光源相结合时,光能会被纳米材料吸收并转化为热能,使肿瘤细胞局部升温,从而引起细胞损伤和凋亡。
与传统的光动力治疗相比,纳米材料的引入能够显著增强光热效应,提高治疗的疗效。
纳米材料在光动力治疗中还具有潜在的多功能性。
通过调节纳米材料的物理和化学性质,可以实现对光动力治疗的多重调控。
例如,纳米材料可以通过改变材料的组成、形状和大小来调节其光学性质和热学性能,从而实现对光动力治疗的精确控制。
然而,纳米材料在光动力治疗中的临床应用还面临一些挑战和问题。
首先,纳米材料的合成和表征需要高度的技术和设备支持,这对临床应用的推广造成了一定的限制。
其次,纳米材料的生物安全性和毒性问题也需要进一步的研究和评估。
此外,纳米材料的稳定性和储存性能也需要得到进一步的改进和优化。
纳米材料在光动力治疗中的临床应用具有广阔的前景和潜力。
通过合理设计纳米材料的结构和功能,可以实现对肿瘤细胞的高选择性靶向作用,并增强治疗的效果。
然而,纳米材料在临床应用中还存在一些挑战和问题,需要进一步的研究和优化。
相信随着科技的不断进步和发展,纳米材料在光动力治疗中的临床应用将会得到进一步的推广和应用。
基于上转换纳米颗粒的肿瘤光动力治疗研究进展
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基于上转换纳米颗粒的肿瘤光动力治疗研究进展王芳;孙照刚;褚洪迁【期刊名称】《癌变.畸变.突变》【年(卷),期】2024(36)1【摘要】肿瘤是目前威胁人类健康的主要疾病之一,传统的肿瘤治疗方法主要有手术、化学疗法和放射疗法等,但是上述手段存在局限性,如创伤性大、风险高、化疗药物的选择性差、产生耐药性和毒副作用大等。
光动力疗法(PDT)是用特定波长照射肿瘤部位,活化选择性聚集在肿瘤部位的光敏剂,引发光化学反应破坏肿瘤细胞的过程。
PDT因具有微创、靶向性强和不良反应少等优点,被广泛应用于抗肿瘤治疗。
但是,传统的PDT治疗效果受到光敏剂的组织穿透能力弱、肿瘤微环境缺氧及免疫抑制等因素的限制。
近几年来,上转换纳米颗粒(UCNPs)在生物医学领域的应用得到广泛关注。
由于UCNPs具有毒性低、化学稳定性和光稳定性好等优点,具有将近红外光转换为紫外-可见光的特点,有望解决传统PDT存在的问题。
本文主要概述了基于UCNPs的PDT在抗肿瘤领域的研究进展,并对其未来应用进行展望。
【总页数】7页(P70-76)【作者】王芳;孙照刚;褚洪迁【作者单位】首都医科大学附属北京胸科医院转化医学研究室;北京市结核病胸部肿瘤研究所耐药结核病研究北京市重点实验室【正文语种】中文【中图分类】R730.51【相关文献】1.以上转换纳米颗粒和光动力疗法为基础的肿瘤联合治疗研究进展2.上转换纳米颗粒在肿瘤诊断与治疗中的研究进展3.基于纳米技术的光动力治疗克服肿瘤乏氧的研究进展4.光热治疗辅助的上转换光动力治疗纳米材料5.金纳米颗粒负载光敏剂在改善恶性肿瘤光动力治疗中的研究进展因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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荧光上转换纳米材料在光动力学治疗癌症中的应用郑晓鹏;田甘;谷战军【摘要】作为微创的光疗方法,光动力学治疗有着重要的临床价值。
近年来,荧光上转换纳米粒子(UCNPs)在光动力治疗领域脱颖而出。
在组织穿透能力强的近红外(NIR)光激发下,UCNPs可以发射高能量的可见光,通过能量共振转移激活周围的光敏剂(PS)分子产生单线态氧杀死癌细胞,达到治疗的效果。
基于UCNPs的光动力学疗法可以克服传统光动力疗法中光敏剂难输运,难靶向和难以治疗深层组织的缺点。
此外,UCNPs可以和其它诊疗分子相结合,达到协同治疗和诊疗一体化的目的。
本文综述了上转换纳米材料在癌症光动力学中的应用以及研究进展。
%The advent of nanoscience and nanotechnology offers unprecedented opportunities in nanomedicine, such as increas-ing therapeutic efficiency and decreasing undesired side effects in cancer treatment. Photodynamic therapy (PDT) is a non-invasive pho-totherapy-based method that is applied in the treatment of cancer and other diseases and has important clinical value. PDT can be com-bined with other therapies to realize the synergistic treatment. The emergence of up-conversion nanomaterials provides a fundamental method to solve the problem of photodynamic therapy of deep tumors. Moreover, the versatile preparation and surface modification methods facilitate the fine-tuning of the emission spectrum of up-conversion nanomaterials and the improvement of the photosensitiz-er's loading capacity. This study reviews the development in design and application of up-conversion nanomaterials for PDT of cancer.【期刊名称】《中国肿瘤临床》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P27-31)【关键词】癌症;上转换纳米材料;光动力学治疗【作者】郑晓鹏;田甘;谷战军【作者单位】中国科学院高能物理研究所中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室北京市100049; 中国科学院大学材料科学与光电技术学院;中国科学院高能物理研究所中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室北京市100049; 四川大学化学学院;中国科学院高能物理研究所中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室北京市100049【正文语种】中文1 引言光动力治疗癌症是现代癌症治疗的一种重要手段,具有微创性、不良反应小、靶向性高等优点[1-4]。
光动力学治疗中将光敏剂,一类本身稳定无毒性,但可以在特定波长光束照射下生成强氧化性物质单线态氧的有机分子,预先注入机体,由于肿瘤组织高吸收、低代谢,经一段时间特异性沉积在肿瘤组织。
再以特定波长的光辐射激活药物,产生单线态氧和自由基等杀死肿瘤细胞,达到治疗目的。
光动力学疗法机理示意图如图1所示[5-6]。
然而,目前光动力治疗癌症仍然存在一些不足,主要包括以下几个方面:1)目前常用的光敏剂主要是卟啉衍生物,这些分子对肿瘤组织缺乏靶向性,在病灶难以富集达到有效浓度,影响治疗效果。
2)光敏剂分子多为疏水性分子,易团聚,在体内不易传输到病灶。
3)理论上光动力疗法适用于所有肿瘤的治疗,但目前主要用于体表恶性肿瘤、食管癌、胃肠道肿瘤、口腔肿瘤、膀胱癌等的治疗。
这主要因为是光敏剂需要吸收可见光,而可见光在人体组织的穿透能力较差,治疗不能深入到组织内部,多局限于表皮或浅组织区域的肿瘤部位。
以上这些缺点极大地限制了癌症光动力治疗的临床应用,而纳米技术的飞速发展为解决上述难题提供了新思路。
近年来,越来越多的研究表明利用荧光上转换纳米材料最有可能解决上述难题。
采用荧光上转换纳米粒子作为光敏剂载体进行癌症光动力治疗具有以下优势:1)由于实体瘤的高通透性和滞留效应(enhanced permeability and retention effect,EPR),上转换纳米粒子可以在肿瘤部位富集,并且可以在上转换纳米粒子表面修饰靶向分子,从而从被动靶向效应和主动靶向效应两个方面克服传统光动力学治疗靶向性不强的问题。
2)经过表面修饰,可以得到亲水性的上转换纳米粒子。
因而上转换纳米粒子可以作为载体负载疏水性的光敏剂分子,解决光敏剂易团聚及难以输运的问题。
3)近红外光(波长通常在700~1 000 nm的范围)穿透深度比可见光的穿透深度大一个数量级,而且对正常组织和细胞具有较低的光毒性,因此是理想的光动力学治疗的光源。
荧光上转换纳米粒子可以被近红外光激光激发(980 nm),然后转换为可见光,再由可见光激发其负载的光敏剂,近红外光在体内的穿透能力强,可以克服光动力治疗难以深入组织内部的难题。
4)通过改变掺杂稀土离子,荧光上转换纳米粒子的发光从紫光到近红外都可调控(如Yb,Er:650 nm,550 nm;Yb,Tm:365,480,800 nm),这样可以匹配不同吸收波长的光敏剂,充分利用现有光敏剂资源。
5)近红外连续激光器小巧紧凑,能量高,价格便宜,为这种荧光上转换纳米粒子的在光动力治疗实际应用提供了良好条件。
由此可见,将以荧光上转换纳米粒子为基础的复合多功能光敏纳米粒子引入光动力疗法,最有可能克服目前制约光动力治疗的诸多难题,推动光动力治疗癌症的发展。
2 上转换纳米材料在癌症光动力学治疗中的应用Zhang等[7]第一次阐述了利用荧光上转换纳米粒子在癌症光动力学治疗中应用的机理。
他们制备了掺有光敏剂Merocyanine-540(M-540)的二氧化硅薄层包覆的上转换纳米材料(NaYF4:Yb/Er@SiO2),然后用靶向癌细胞的抗体修饰,再与膀胱癌细胞共孵育来衡量其光动力学治疗的效果。
但是,因为致密的二氧化硅阻碍了周围氧分子的进入,从而减少了与光敏剂作用的氧分子的量,并且致密的二氧化硅也阻碍了生成的活性氧的扩散,所以致密二氧化硅层包覆的上转换纳米材料体系(NaYF4:Yb/Er@SiO2)的光动力学治疗的效率较低[8-9]。
为了克服以上缺点,有研究运用介孔二氧化硅包覆的上转换纳米材料负载光敏剂酞菁锌(zinc phthalocyanine,ZnPc)[10-11]。
他们发现装载在介孔硅中的光敏剂ZnPC 不仅不会从介孔二氧化硅中游离出来,并且能够不断的与上转换纳米材料发出光发生相互作用产生单线态氧,因此提高了对癌症细胞的杀伤效果;为了增加光敏剂在纳米载体上的稳定性,有学者利用共价接枝的方法把孟加拉红(Rose Bengal,RB)光敏剂分子修饰到上转换纳米材料上,并且在材料上修饰了叶酸靶向分子[12]。
细胞实验表明,叶酸受体阳性的细胞活性明显降低,而叶酸受体阴性的细胞没有明显的变化。
共价接枝的方法可以增加光敏剂的装载量,并且减小了光敏剂分子与上转换纳米材料之间的距离,有利于上转换纳米材料与光敏剂之间的能量转移,从而从“质与量”上增加了光敏剂与上转换纳米材料之间的相互作用,提高活性氧产生的量。
目前和光敏剂结合应用于光动力治疗领域的稀土掺杂氟化物(NaYF4:Yb/Er)上转换材料均为绿光发射峰占主导,而现在商用的第二代高效光敏剂的有效吸收峰大多分布在红光区(650~670 nm),光谱上的不吻合大大降低了体系的能量共振转移效率,进而影响单线态氧生成的能力。
因此,为达到高效的光动力治疗效果,制备红光发射占主导的上转换材料是目前这类材料面临应用的瓶颈,也是制备新材料面临的挑战。
本课题组采用一种巧妙的掺杂路线,将二价锰离子(Mn2+)引入至NaYF4:Yb/Er体系中,Mn2+的掺入大大提升了红光产生的几率,随着Mn2+掺杂量的增加,能够得到发射单色红光的上转换纳米材料。
此外,Mn2+的掺入能够同时影响NaYF4:Yb/Er上转换纳米晶的尺寸和相态,得到尺寸在20 nm左右的红光上转换纳米晶材料。
本课题组以红光上转换纳米颗粒为载体,通过物理吸附将三种常用的第二代光敏剂分子,酞菁锌(ZnPc)、二氢卟吩(Ce6)以及亚甲基蓝(MB)分别进行负载,得到多种负载有光敏剂的上转换纳米材料复合物。
在980 nm近红外光的照射下,这些复合物能有效地产生单线态氧并杀死癌细胞。
此外,在癌症的治疗中,药物协同治疗是很重要的一种提高疗效降低副作用的方法。
我们首次将化疗药物阿霉素(DOX)和光敏剂(Ce6)共同负载于荧光上转换纳米颗粒上用于对癌细胞的杀伤,结果表明药物共运输体系的癌细胞杀伤效果明显提高,协同效应显著,为光动力治疗癌症提供了新思路(图2)[13-15]。
此外,本课题也制备了发射蓝光的上转换纳米材料(Tween20-NaGdF4@NaYbF4),并与竹红菌素相结合,作为新型纳米复合光敏剂。
在此之前,蓝光激发的光敏剂受到蓝光穿透性不强的限制阻碍了其临床治疗肿瘤的应用也发展了蓝光上转换纳米材料用来拓展蓝光激发光敏剂在癌症光动力学治疗中的应用。
用Tween 20来修饰上转换纳米材料不仅可以使上转换纳米材料具有更好的水溶性,而且可以通过疏水相互作用来装载疏水的光敏剂以及其他药物。
装载有竹红菌素的Tween 20-NaGdF4@NaYbF4不仅具有良好的光动力学治疗的效果,而且具有良好的磁共振成像(MRI)及计算机层析成像(CT)的性能[16]。
Liu等[17]发展了第一个应用于小鼠活体实验的上转换纳米材料基的光动力学治疗体系,通过非共价修饰的方法把Ce6装载到聚乙二醇修饰的上转换纳米材料上,形成光动力学治疗纳米复合物。
动物实验中,UCNPs-Ce6复合物注射到接种有乳腺癌的小鼠体内,结果发现70%的肿瘤被完全消融,2个月内未重新生长。