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  納米技術(shù)在腫瘤治療中的應(yīng)用已成為材料學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。通過(guò)對(duì)納米材料的理性設(shè)計(jì)和合成，將目前臨床上診斷和治療兩個(gè)分離的過(guò)程/功能集成于一個(gè)納米載體，即構(gòu)成了診療一體化納米平臺(tái)，具有重要的研究意義和臨床應(yīng)用前景。在腫瘤診療一體化中，多功能且生物安全的納米診療劑的開(kāi)發(fā)是關(guān)鍵。同時(shí)，如何采用簡(jiǎn)單、綠色的方法，將多種功能匯集組裝到一個(gè)納米顆粒上，且不影響納米顆粒的體內(nèi)代謝過(guò)程，仍具有很大的挑戰(zhàn)。

  介孔二氧化硅納米材料由于其安全、低毒，具有較高的比表面積、較大的孔徑和孔容，且表面易于修飾等特點(diǎn)，以該納米材料作為載藥體系的研究已逐漸進(jìn)入了生物醫(yī)藥領(lǐng)域。相對(duì)而言，無(wú)機(jī)納米材料具有高的化學(xué)/生理穩(wěn)定性和多功能性，但其生物相容性和生物降解性被認(rèn)為相對(duì)較低，仍在討論之中。有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化材料納米系統(tǒng)的策略有望結(jié)合傳統(tǒng)有機(jī)和無(wú)機(jī)納米載體的優(yōu)勢(shì)，相應(yīng)克服其各自的缺點(diǎn)，為臨床轉(zhuǎn)換提供了巨大的希望。

  朱利民教授課題組多年從事生物醫(yī)學(xué)納米材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用相關(guān)領(lǐng)域的研究工作。其中，課題組博士生吳建榮近些年來(lái)開(kāi)發(fā)了多種新型的基于介孔有機(jī)氧化硅等多功能腫瘤診療材料，取得了一系列高水平的研究成果。研究工作分別發(fā)表在ACS Appl. Mater. Interfaces (ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 42115)、Chemical Engineering Journal (Chem. Eng. J. 342, 2018, 90)和Journal of Biomedical Nanotechnology (J. Biomed. Nanotechnol. 2019, 10.1166/jbn.2019.2729)等國(guó)際著名期刊上。

  基于以上研究基礎(chǔ)，朱利民教授團(tuán)隊(duì)根據(jù)“化學(xué)同源性”機(jī)制，合成二硫鍵摻雜的小粒徑有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化中空介孔有機(jī)硅納米膠囊(HMONs)。利用HMONs巨大的空腔，將全氟戊烷(PFP)與近紅外染料(ICG)同時(shí)負(fù)載其中。同時(shí)，設(shè)計(jì)了一種還原敏感的紫杉醇前藥作為封孔劑，不僅可以防止其在血液循環(huán)中發(fā)生突釋和液體泄漏，而且化療藥物自封孔的策略有效地避免了其他封孔劑不可預(yù)知的毒性問(wèn)題。當(dāng)納米診療劑到達(dá)腫瘤細(xì)胞內(nèi)，腫瘤高濃度的GSH使得前藥封孔劑在硅納米粒子表面分開(kāi)并釋放出游離的紫杉醇藥物實(shí)現(xiàn)化療。在近紅外光的作用下，通過(guò)負(fù)載其中的ICG，可以將近紅外光能轉(zhuǎn)化為熱能，實(shí)現(xiàn)熱、化療的協(xié)同作用。同時(shí)，PFP發(fā)生液-氣相變產(chǎn)生氣泡，進(jìn)一步形成微米級(jí)氣泡而實(shí)現(xiàn)超聲成像。值得一提的是，由于二硫鍵的摻雜，形成的HMONs可以在與腫瘤組織的還原微環(huán)境發(fā)生響應(yīng)性生物降解，具有很好的生物相容性和生物安全性。最終，該納米診療劑可以實(shí)現(xiàn)光聲、超聲和紅外熱成像等多模態(tài)成像以及光熱治療和化療聯(lián)合治療。同時(shí)，該納米診療劑具有良好的生物相容性，因此具有潛在的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用前景。

圖1. ICG/PFP@HMOP-PEG多功能診療納米平臺(tái)合成及診療一體化應(yīng)用。

  相關(guān)成果發(fā)表在《Advanced Science》上，東華大學(xué)化學(xué)化工與生物工程學(xué)院吳建榮博士為該論文的第一作者，通訊作者為東華大學(xué)朱利民教授以及南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京市婦幼保健院唐冉冉博士。

  上述工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金(81702831)以及上海市科委項(xiàng)目(16410723700)的支持。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.201802001