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我国研究人员提出“纳米催化医学”新概念

我国研究人员提出“纳米催化医学”新概念

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【摘要】:
近日,中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林研究员和陈雨研究员在国际权威学术期刊《化学钱柜999评论》首次提出“纳米催化医学”新概念,并对该全新概念进行了精确定义和全面阐述;还将这一新方法应用在肿瘤的高效、安全治疗中,为纳米医学和临床医学开辟了全新研究领域。  常规肿瘤化疗采用具有高细胞毒性的化疗药物,通过细胞凋亡或非选择性坏死的途径同时杀死癌细胞和正常细胞。如果能够采用无毒或低毒的纳米颗粒,有选择性地触发肿

      近日,中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林研究员和陈雨研究员在国际权威学术期刊《化学钱柜999评论》首次提出“纳米催化医学”新概念,并对该全新概念进行了精确定义和全面阐述;还将这一新方法应用在肿瘤的高效、安全治疗中,为纳米医学和临床医学开辟了全新研究领域。

  常规肿瘤化疗采用具有高细胞毒性的化疗药物,通过细胞凋亡或非选择性坏死的途径同时杀死癌细胞和正常细胞。如果能够采用无毒或低毒的纳米颗粒,有选择性地触发肿瘤组织内部的特定化学反应,则可以实现一系列生物学和病理学响应,从而可能在不显著影响正常组织的情况下,实现肿瘤特异性治疗和成像,达到特异性的癌症防治目的。

  然而,利用催化化学反应实现选择性肿瘤诊疗的相关技术进步,依赖于基础化学、纳米技术和生物医学等多学科领域的交叉融合与技术革新,有别于传统的临床癌症诊断模式。

  上海硅酸盐所研究团队采用改进的自蔓延燃烧方法,成功制备出单分散的、直径约100纳米的硅化镁纳米颗粒,实现了响应肿瘤的特异性微环境,达到肿瘤特异性的局部饥饿治疗效果。这种纳米粒子在正常组织的中性环境下稳定,无毒无害;而在肿瘤的弱酸性环境下,可以与质子反应生成硅烷。这种硅烷分子极易与氧分子反应,从而大量快速消耗氧组分;同时,产生的中间产物会原位堵塞血管,防止外部氧分子和养分通过肿瘤血管系统的供给,从而达到肿瘤治疗效果。最后,这些氧化硅颗粒还可以在一定时间后彻底降解,从根本上不存在毒副作用。

  随后,研究团队又合成了一种枝状介孔二氧化硅纳米粒子作为药物输运系统载体,构建出一种新型的纳米催化剂。该催化剂利用肿瘤细胞内旺盛的葡萄糖原料和微酸性代谢环境,连锁进行高效的生物酶催化反应和化学Fenton催化反应,在杀死肿瘤细胞的同时,不对正常组织和器官造成损害。

  体内动物实验显示,该纳米催化剂具有较好的肿瘤杀伤、抑制能力以及良好的体内生物安全性。

  此外,该研究团队利用瘤内催化反应策略,开展了外场激发下催化肿瘤的系列前沿探索工作。如利用介孔氧化硅纳米颗粒作为载体,将无毒的金属卟啉分子输运至癌症病灶,在常规超声外场作用下,实现安全高效杀灭肿瘤。

  为更好总结以上催化反应实现肿瘤特异性治疗的研究,研究团队在国际上首次提出“纳米催化医学”新概念,对其本质和应用作了定义和讨论;并提出了编辑对该领域发展现状的观点,展望了纳米催化医学领域的潜在发展方向。这一工作有望为个性化生物医学提供一种全新且低毒有效的癌症诊疗解决方案,从而为纳米医学领域的发展提供新思路,将对化学、材料、生物和医学领域的交叉研究具有重要引导意义。

 

来源:资讯中心

http://news.sina.com.cn/c/2018-05-21/doc-ihaturft5665607.shtml

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