常規的腫瘤化療采用高細胞毒性的化療藥物,在殺死癌細胞的同時,正常細胞“自損八百”。
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基于納米催化劑的連鎖催化反應用于腫瘤治療的示意圖
如果能用無毒/低毒的納米顆粒,選擇性地催化/觸發腫瘤組織內部的特定化學反應,在局部產生數量可觀的特定反應產物,就可能在不對正常組織產生顯著副作用的情況下,實現腫瘤特異性的治療和成像,以達到防治癌癥目的。
此前,研究團隊采用改進的自蔓延燃燒方法,成功制備出單分散的、直徑約一百納米左右的硅化鎂(Mg2Si)納米顆粒,實現了響應腫瘤的特異性微環境,大量消耗腫瘤內的氧分子,同時阻塞其中的血管系統,阻止外部氧分子和養分的供給,達到腫瘤特異性的局部饑餓治療的效果。
這種納米粒子在正常組織的中性環境下穩定,無毒無害;而在腫瘤的弱酸性環境下,可以與質子反應生成硅烷(SiH4)。這種硅烷分子極易與氧分子反應,從而大量而快速消耗氧組分;在此同時,產生的SiO2中間產物,原位堵塞血管,防止外部的氧分子和養分通過腫瘤血管系統的供給,從而抑制腫瘤生長,達到腫瘤治療效果。最后,這些氧化硅顆粒還可以在一定時間后徹底降解,因此不存在毒副作用。該論文發表在《自然·納米技術》上(Nature Nanotechnology, 2017, 12, 378)。