多模式成像與治療 光熱治療

多模式成像與治療

——光熱治療2013-11-01光熱治療是治療腫瘤的一種新技術(shù)，其過程是，首先腫瘤組織選擇性攝取光敏劑，并儲(chǔ)于其內(nèi)，隨后使用穿透性好的激光（通常使用近紅外光），可穿透皮下深層組織，而且近紅外波長(zhǎng)范圍是生物組織具有的光學(xué)窗口，是肌體組織的安全透射窗口，所以人體自身對(duì)近紅外光的穿透能力較強(qiáng)，主要組成成分如水等對(duì)近紅外光的吸收能力較差。由此，近紅外光不會(huì)對(duì)周圍正常組織和細(xì)胞產(chǎn)生影響，可直接應(yīng)用于皮下深層組織（10cm左右）腫瘤的近紅外光熱療，近紅外光選擇性照射腫瘤組織，其區(qū)域產(chǎn)生熱量，溫度升高，導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡。因此，新型高效光熱治療的生物醫(yī)學(xué)材料在腫瘤治療中具有重要意義。

Photothermaltherapy(PTT)isabletoburncancerthroughconvertingnear-infrared(NIR)lightenergyintoheatbyusingNIR-absorbingagents.Comparedwithtraditionalcancertreatmentmethodssuchasradiotherapyandchemotherapy,PTTishighlyeffectiveintumorablationandexhibitsminimaldamagetonormaltissues.Imaging-guidedtherapy成像能提供有關(guān)腫瘤的位置，大小，形狀等可用的信息，是保證整個(gè)腫瘤有效地暴露于光在PTT治療中所必需的。為了達(dá)到最高的光熱消融效果，必須使近紅外激光照射時(shí)所適用的光熱劑到達(dá)腫瘤中的積累量最高。實(shí)時(shí)跟蹤的光熱劑是達(dá)到最佳療效的重要步驟。光熱治療的納米材料分為三種：1、傳統(tǒng)的有機(jī)化合物，如吲哚菁綠，聚苯胺。缺點(diǎn)是低光熱轉(zhuǎn)換率和嚴(yán)重光漂白。

2、碳納米材料，如碳納米管，石墨烯，還原性石墨烯。3、貴金屬納米材料，如goldnanoshellsnanorods，nanocages，hollownanospheres。Ultra-SmallIronOxideDopedPolypyrroleNanoparticlesforInVivoMultimodalImagingGuidedPhotothermalTherapyXuejiaoSong,HuaGong,ShengnanYin,LiangCheng,ChaoWang,ZhiweiLi,YonggangLi,XiaoyongWang,GangLiu,andZhuangLiuAdv.Funct.Mater.2013,DOI:10.1002/adfm.201302463c)Growthof4T1tumorsindifferentgroupsofmiceaftervarioustreatmentsindicated.Therelativetumorvolumeswerenormalizedtotheirinitialsizes.Forthetreatmentgroup,sixmiceinjectedwithIONP@PPy-PEGat24hpostinjectionwereexposedtothe808-nmlaserTheotherthreegroupsofmicewithsixmicepergroupwereusedascontrols:untreated;laseronly;injectedwithIONP@PPy-PEGbutwithoutlaserirradiation.d)Survivalcurvesofmiceaftervarioustreatmentsindicated.IONP@PPy-PEGinjectedmiceafterPTTtreatmentshowed100%survivalratioover40days.Folate-conjugatedFe3O4@SiO2@goldnanorods@mesoporousSiO2hybridnanomaterial:atheranosticagentformagneticresonanceimagingandphotothermaltherapyJ.Mater.Chem.B,2013,1,2934–2942Da-WeiWang,ahXiao-MingZhu,Siu-FungLee,aHo-ManChan,Hung-WingLi,SiuKaiKong,dJimmyC.Yu,aChristopherH.K.Cheng,*Yi-XiangJ.Wang*andKenCham-FaiLeung3-氨丙基三乙氧基硅烷NobleMetalCoatedSingle-WalledCarbonNanotubesforApplicationsinSurfaceEnhancedRamanScatteringImagingandPhotothermalTherapyJ.Am.Chem.Soc.2012,134,7414?7422XiaojingWang,ChaoWang,LiangCheng,Shuit-TongLee,andZhuangLiu(c?f)OpticalmicroscopyimagesoftrypanbluestainedKBcellsafterbeingincubatedwithSWNT-PEG(c),SWNT-PEG-FA(d),SWNT-Au-PEG(e),orSWNTAu-PEG-FA(f),andthenexposedtothelaserirradiation.Thenanotubeconcentrationwas5nMinallabovesamples.(g?j)ConfocalfluorescenceimagesofcalceinAM(green,livecells)/propidiumiodide(red,deadcells)costainedKBcellsbearingthesamePTTtreatmentasthatinpartsc?f.Gadolinium-ConjugatedGoldNanoshellsforMultimodalDiagnosticImagingandPhotothermalCancerTherapyAndrewJ.Coughlin,JeyaramaS.Ananta,NanfuDeng,IrinaV.Larina,PaoloDecuzzi,andJenniferL.Westsmall2013,DOI:10.1002/smll.201302217GoldNanocages:FromSynthesistoTheranostic

ApplicationsYOUNANXIA,*WEIYANGLI,CLAIREM.COBLEY,JINGYICHEN,XIAOHUXIA,QIANGZHANG,MIAOXINYANG,EUNCHULCHO,ANDPAIGEK.BROWN金納米籠狀顆粒的光吸收截面遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的染料分子的吸收截面,相比之下高了5個(gè)數(shù)量級(jí).同時(shí),金納米籠狀顆粒的毒性相對(duì)較低,顆粒表面容易被生物分子所修飾,這些特殊的性質(zhì)都使金納米籠狀顆粒在納米醫(yī)學(xué)研究上具有廣泛的應(yīng)用前景。金納米籠狀顆粒不但是良好的光學(xué)顯像劑,它還在癌細(xì)胞的識(shí)別和光熱療方面有廣闊的應(yīng)用前景。表面被抗體修飾的金納米籠狀顆粒(immunogoldnanocages)能有效地識(shí)別并結(jié)合到癌細(xì)胞上.通過近紅外激光對(duì)這些癌細(xì)胞的照射,金納米籠狀顆粒能有效地吸收光