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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。通過對納米材料的理性設(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，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發(fā)是關(guān)鍵。同時(shí)，如何采用簡單、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。相對而言，無機(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)為相對較低，仍在討論之中。有機(jī)/無機(jī)雜化材料納米系統(tǒng)的策略有望結(jié)合傳統(tǒng)有機(jī)和無機(jī)納米載體的優(yōu)勢，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開發(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