化学动力学治疗剂优化了中孔型TiO2纳米颗粒,用于Glutathione-Enhanced和Hypoxia-Tolerant协同作用的化学声动力学治疗
Jian Chen1, Jing Zhang2, Xue Wei2
1Henan Key Laboratory of Nanocomposite and Applications, Institute of Nanostructured Functional Materials, Huanghe Science and Technology College, Zhengzhou, Henan 450006, China; Comprehensive Utilization of Edible and Medicinal Plant Resources Engineering Technology Research Center, Zhengzhou, Henan 450006, China.
这项研究开发了结合化学动力学疗法 (CDT) 和声动力学疗法 (SDT) 的新型纳米粒子,用于增强癌症治疗. 这些纳米粒子有效地产生杀死癌症的活性氧物种,即使在低氧瘤环境中.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 纳米技术纳米技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 超声波疗法 (SDT) 使用超声波来激活通过活性氧物种 (ROS) 激活癌细胞死亡的超声波敏感剂.
- 目前的SDT面临的局限性包括低声敏剂效率,高谷氨 (GSH) 水平和瘤缺氧,阻碍了临床应用.
- 化学动力学疗法 (CDT) 提供了通过催化反应利用ROS生成的替代癌症治疗方法.
研究的目的:
- 开发一种用于协同化学动力学治疗 (CDT) 和声动力学治疗 (SDT) 的新型纳米粒子系统.
- 为了克服传统SDT的局限性,例如低量子产量,高GSH水平和瘤缺氧.
- 通过一种结合治疗方法提高抗癌疗效,并改善ROS生成.
主要方法:
- 制造Fe(III) -artemisinin无限协调聚合物 (Fe(III) -ART CP),这些聚合物沉积在半孔TiO2纳米粒子 (NP) 中.
- 对于声波诱导的电子孔分离效率和GSH触发的Fe3+转化为Fe2+的Fe(III) -ART-TiO2NP的表征.
- 在超声波照射下评估基 (•OH) 的产生,独立于氧气,以及Fe2+催化素自由基的产生,用于CDT.
主要成果:
- Fe(III) -ART-TiO2 NPs表现出高的声波诱导电子孔分离效率,促进ROS生成.
- 在瘤微环境中的GSH激活了Fe3+到Fe2+,产生了缺氧部位,进一步增强了电子捕获和OH生产.
- 由GSH消耗和Fe2+催化驱动的协同CDT和SDT方法,在体内表现出显著的瘤抑制,具有良好的生物相容性.
结论:
- 开发的Fe(III) -ART-TiO2NP为协同CDT和SDT提供了一个有希望的战略,有效地克服瘤缺氧和高GSH水平.
- 这种方法可以增强用于癌症治疗的ROS生成,而不会引入额外的有害物质.
- 用CDT剂修改声敏剂为改善SDT疗效和扩大其治疗潜力的新途径.
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