“肿瘤”纳米材料可持久性发光 精准切除肿瘤再添一新“导航”

今天，聚焦化工小新为大家分享来自化工仪器网的《纳米材料可持久性发光精准切除肿瘤再添一新“导航” 》。

肿瘤治疗始于1930年，1940年后期迈入现代化疗的时代。肿瘤抗争史诗跨越了七大洲、几世纪。医生、研究人员、患者怀着勇气、历经痛苦，推动癌症认知不断进步。癌症治疗不仅是改变医学的科学革命，还是改变人类的社会革命。

在2000年代的第二个十年，令人眼花缭乱的癌细胞复杂性产生了有序的图像，显露新的弱点和攻击通路。技术结合新材料，推进肿瘤治疗手段精进，方法更新。其中，纳米材料技术的广泛应用打开抗肿瘤的新路。

近日，天津医科大学第二医院医学影像科副主任赵阳课题组提出了一种新型长余辉—染料敏化策略，实现了纳米材料的超长持久发光，其应用还成功用于导航肿瘤精准切除。该研究成果作为封面文章刊登于《德国应用化学》。

持久发光特性 为切除肿瘤精准“导航”

纳米技术指的是直径在 1-100纳米之间的微粒的应用。1纳米约是一张纸厚度的十万分之一。纳米技术应用于工程学、医学、化学以及材料科学等领域。在医学中，依靠纳米技术，医生手术中可以实时获取被切除肿瘤的形态、大小和边缘等信息，从而让手术更为精准、快速和安全。

赵阳课题组通过有机荧光材料(TAMRA)对无机长余辉探针(ZGC)持续发射荧光充能，获得大幅增强发光时间的长余辉发光纳米材料，实现了一次充能持续发光数十分钟的显像效果，创新性地应用了有机染料敏化策略。更为特别的是，该材料还可在术中导航时利用普通白色LED灯实现对材料的再次充能，呈现持久发光效果。

大部分早期恶性实体肿瘤的最佳治疗方式只有切除。传统手术中，外科医生依靠主观评估如颜色、组织结构、触感等来区分肿瘤与周围正常组织。但这种传统方式难以避免过度切除正常组织的可能甚至是肿瘤残留。纳米材料的超长持久发光技术恰好解决了上述问题。

另外，肿瘤大小是关乎患者手术治疗情况的重要因素。例如，直径小于10纳米的胰腺肿瘤患者具有80%的五年生存率，而 IV 期患者则只有4%五年生存率。因此不仅早期诊断肿瘤对患者病情好转有积极影响，切除术中准确判断肿瘤位置、切缘情况可提高切除率，降低药物治疗的毒副作用更为关键。该新型染料敏化长余辉纳米材料为外科肿瘤切除术提供更为准确的定位和更为便利的操控，实现术中导航的可视化精准治疗。

同时，新型染料敏化长余辉纳米材料也实现可视化荧光材料为基础的术中导航跨越式发展，进一步拉近了实验性探索与临床实际应用的距离。

广泛投入临床应用 促使新学科诞生

实际上，纳米不仅用于外科手术，其广泛应用于肿瘤影像学、病情诊断、常规药物治疗等。

诊断肿瘤主要通过CT 和 MRI 两种途径，但该方法对癌前病变的诊断有限，时常失误。而核磁纳米微粒被外部的磁场操控，因而可与 MRI 联用，增强检查特异性、敏感性。例如二者联用将对膀胱癌、前列腺癌淋巴结转移诊断的特异性、灵敏度从 75%、65% 提高至和 96%、93% 。

药物治疗多指纳米提高药物疗效或降低治疗后的发病率。更形象地来说，一方面纳米可以帮助患者避免大剂量化疗。纳米微粒直径较小但表面积大，易被摄取到细胞内并与多种配体结合，靶向运输提高局部药物浓度。同时，纳米微粒增加了肿瘤组织的通透性，药物可以在肿瘤组织长时间停留。另一方面，纳米微粒通过与靶细胞的多种受体结合，肿瘤细胞对药物的特异性摄取增加，药物疗效增加、毒性减小。

另外纳米刀技术即不可逆电穿孔技术也被用于实体肿瘤的治疗。通过插入电极，将高压电流传递至肿瘤组织，在细胞膜表面形成微小的纳米电极，从而促进细胞凋亡。但该技术也有一定缺陷。射频消融易高温进而损伤血管、胆管。纳米刀技术避免了这种“热沉效应”，但导致热量分散，血管周围消融效果不佳，肿瘤复发风险增加。

纳米金微粒投入生物探测芯片中，用于检测结肠癌，其灵敏度比血清 CEA 高 5000 倍。另外，纳米微粒聚集可改变光发射特性从而改变颜色且肉眼可见，这被用于开发酶联免疫芯片来检测血清中的低水平的 PSA。

不仅如此，纳米材料催生治疗诊断学的诞生。即在治疗的同时通过影像学观察肿瘤对治疗的反应，发挥纳米在影像学和药物运输方面的双重作用。

纳米技术是21世纪最深远的技术之一。纳米科学和纳米技术在不同科学领域都在不断进步与扩展。如今，纳米抗癌已经30 余年，大量纳米载体正在从临床前实验转向临床试验。未来，纳米治疗肿瘤可将具有更大的主动性和灵活性。

(资料来源：科技日报、丁香园)

好了，关于“肿瘤”纳米材料可持久性发光精准切除肿瘤再添一新“导航”就介绍到这。