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  范滇元院士團隊張晗教授所在深圳大學(xué)二維材料光電科技國際聯(lián)合實驗室率領(lǐng)的國際研究團隊成功制備出新型抗癌藥物新載體——智能黑磷水凝膠，充分利用其優(yōu)越的激光響應(yīng)優(yōu)勢，可攜帶抗癌藥物，實現(xiàn)精準(zhǔn)治療癌癥。本成果以 Novel concept of the smart NIR-light–controlled drug release of black phosphorus nanostructure for cancer therapy 為題于2018年1月2日發(fā)表在美國科學(xué)院院刊 《PNAS》 上 （DOI: 10.1073/pnas.1714421115），仇萌博士、王斗博士和梁維源博士生為第一作者，深圳大學(xué)是第一單位和第一通信單位。

  癌癥在世界范圍內(nèi)嚴(yán)重威脅人類的生命健康。針對此問題，該團隊聯(lián)合深圳市人民醫(yī)院、瑞典卡洛琳斯卡醫(yī)學(xué)院曹義海教授團隊創(chuàng)新性地設(shè)計研發(fā)了近紅外光響應(yīng)的黑磷水凝膠材料，用于抗癌藥物的負(fù)載和可控釋放。黑磷由于具有超越石墨烯的優(yōu)異性能而受到科學(xué)界的廣泛關(guān)注。黑磷具有可調(diào)節(jié)直接帶隙、近紅外光響應(yīng)特性、高光熱轉(zhuǎn)化效率等。黑磷獨有的生物相容性和可降解性，使其成為優(yōu)秀的智能光響應(yīng)生物醫(yī)藥材料。

  黑磷用于在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用主要有三大潛力：藥物載體、光熱療法及光動力療法新材料、腫瘤的光聲成像。作為藥物載體，二維黑磷納米片的載藥效率可達(dá)950%，并且藥物通過非化學(xué)鍵吸附到黑磷納米片時，藥物的活性、靶向性都不受影響，保證了它作為藥物載體的基本要求。黑磷作為藥物載體可用于實體瘤的治療，如肝癌、乳腺癌、肺癌等。通過納米材料在實體瘤中的EPR（增強穿透及滯留）效應(yīng)的被動靶向以及對黑磷表面進(jìn)行修飾后的主動靶向，可以將藥物精確地運送到腫瘤內(nèi)部，實現(xiàn)腫瘤的靶向治療。同時藥物負(fù)載在黑磷納米片中，可有效降低血液中的藥物濃度，降低藥物的副作用。而由于黑磷納米片本身可穿透血腦屏障，它也有望將特定的藥物運載到大腦實質(zhì)，從而在腦部腫瘤的治療中發(fā)揮作用。

  該團隊采用非接觸式探頭超聲液態(tài)剝離方法，成功制備了高質(zhì)量二維層狀磷烯納米片，并與抗癌藥物一起集成到生物可降解溫敏水凝膠材料中，制備出智能黑磷水凝膠材料。該材料可以通過無創(chuàng)方式注射到體內(nèi)腫瘤組織，在近紅外光的照射下，材料內(nèi)的黑磷能夠產(chǎn)生局部高熱，這些熱量一方面可以用于腫瘤的光熱治療，另一方面也能夠驅(qū)動藥物的釋放。釋放藥物的速率可以通過激光的光場強度、照射時間、黑磷濃度等多種參數(shù)進(jìn)行自動、可控地精確調(diào)控，最終達(dá)到治療腫瘤的效果。術(shù)后該材料自動降解為天然無毒產(chǎn)物，可以改善患者的生存質(zhì)量。

  團隊負(fù)責(zé)人、深圳黑磷光電技術(shù)工程實驗室主任張晗教授表示，基于黑磷在生物醫(yī)學(xué)上所具備的獨特優(yōu)勢，結(jié)合先進(jìn)激光技術(shù)，交叉協(xié)調(diào)創(chuàng)新，有望為癌癥患者的治療提供新的思路和視野。該研究的成功臨床轉(zhuǎn)化，將加快人類治愈癌癥的進(jìn)程。

  該研究得到了國家自然科學(xué)基金、深圳市孔雀團隊、深圳市黑磷光電技術(shù)工程實驗室、深圳市重點科技項目等多項基金的支持。

  論文鏈接http://www.pnas.org/content/early/2018/01/01/1714421115

資料來源：深圳大學(xué)，科技日報