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，其過程是，首先腫瘤組織選擇性攝取光敏劑，并儲于其內(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，而且近紅外波長范圍是生物組織具有的光學窗口，是肌體組織的安全透射窗口，所以人體自身對近紅外光的穿透能力較強，主要組成成分如水等對近紅外光的吸收能力較差。由此，近紅外光不會對周圍正常組織和細胞產(chǎn)生影響，可直接應用于皮下深層組織（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，導致癌細胞死亡。因此，新型高效光熱治療的生物醫(yī)學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成像能提供有關腫瘤的位置，大小，形狀等可用的信息，是保證整個腫瘤有效地暴露于光在PTT治療中所必需的。為了達到最高的光熱消融效果，必須使近紅外激光照射時所適用的光熱劑到達腫瘤中的積累量最高。實時跟蹤的光熱劑是達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)的有機化合物，如吲哚菁綠，聚苯胺。缺點是低光熱轉(zhuǎn)換率和嚴重光漂白。

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大于傳統(tǒng)的染料分子的吸收截面,相比之下高了5個數(shù)量級.同時,金納米籠狀顆粒的毒性相對較低,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)學研究上具有廣泛的應用前景。金納米籠狀顆粒不但是良好的光學顯像劑,它還在癌細胞的識別和光熱療方面有廣闊的應用前景。表面被抗體修飾的金納米籠狀顆粒(immunogoldnanocages)能有效地識別并結(jié)合到癌細胞上.通過近紅外激光對這些癌細胞的照射,金納米籠狀顆粒能有效地吸收光