新型鉍基納米材料有望用于癌癥治療

科技日?qǐng)?bào)訊 （記者管晶晶）記者近日從上海理工大學(xué)獲悉，上海市胸科醫(yī)院與上海理工大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一款新型鉍基納米材料，通過超聲波觸發(fā)腫瘤內(nèi)部水分解，直接產(chǎn)生氫氣和氧氣，激活自身免疫能力，實(shí)現(xiàn)高效抗癌。該成果為深部腫瘤治療提供了全新思路，相關(guān)研究2月8日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)科學(xué)》。

鉍是一種重金屬元素，其化合物（如枸櫞酸鉍鉀）早已用于胃藥和醫(yī)學(xué)影像造影劑。近年來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)鉍基納米材料具有低毒性、高穩(wěn)定性和催化活性，開始探索其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。如將鉍基材料用于光熱治療腫瘤、藥物靶向遞送等。

針對(duì)腫瘤的傳統(tǒng)放療、化療副作用大且易復(fù)發(fā)，氫氣療法雖能抑制腫瘤代謝，卻又難以深入病灶。該研究負(fù)責(zé)人、上海理工大學(xué)材料與化學(xué)學(xué)院副教授李鈺皓介紹，此前關(guān)于鉍基納米材料的醫(yī)學(xué)研究多聚焦單一治療模式，此次研究將鉍基材料與超聲催化產(chǎn)氫氧氣技術(shù)結(jié)合，提出“超聲催化水分解”策略：利用超聲波強(qiáng)穿透性，驅(qū)動(dòng)納米材料在腫瘤內(nèi)分解水分子，原位產(chǎn)生氫氣和氧氣，從而實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)氣治療+免疫激活”的雙重突破。

新型鉍基納米材料由氟化鉍、多金屬氧酸鹽和碳化鉬組成，其獨(dú)特的三元結(jié)構(gòu)大幅提升了電荷分離效率。實(shí)驗(yàn)表明，超聲波作用下，材料產(chǎn)氫效率比傳統(tǒng)催化劑提高約30%。氫氣可破壞癌細(xì)胞線粒體功能，阻斷能量供應(yīng)；氧氣則緩解腫瘤缺氧，逆轉(zhuǎn)免疫抑制環(huán)境。此外，氟化鉍還能消耗腫瘤內(nèi)的關(guān)鍵抗氧化物質(zhì)谷胱甘肽，加劇癌細(xì)胞氧化損傷，形成“三重打擊”。

該材料在小鼠實(shí)驗(yàn)中展現(xiàn)出良好生物相容性，主要器官未見毒性損傷。李鈺皓表示：“這種材料不僅能精準(zhǔn)釋放治療氣體，還可激活免疫細(xì)胞，未來有望與化療、免疫藥物聯(lián)用，提升實(shí)體瘤治療效果?！?/p>

此項(xiàng)研究得到國家自然科學(xué)基金、上海市自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持。接下來，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步優(yōu)化材料靶向性，并探索其在對(duì)氫敏感的缺氧性疾病中的應(yīng)用潛力。