王辉等在强磁场调控生物材料性能领域取得新进展

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近日，中科院合肥研究院强磁场中心王辉研究员、林文楚研究员与安徽医科大学第二附属医院副主任医师孙磊合作，依托稳态强磁场实验装置（SHMFF），利用外加强磁场（9 T）一步溶剂热法合成新型的聚乙二醇修饰的海胆状镍纳米团簇（9T-PUNNC），可用于近红外二区窗口（NIR-II）响应的光热增强化学动力学协同治疗，高效杀伤肿瘤细胞（in vitro）以及抑制肿瘤组织生长（in vivo）。相关成果发表于国际期刊《治疗诊断学》(Theranostics, 2022, 8, 3690)。
　　近年来，因其非侵入性治疗方式和低副作用，基于芬顿或类芬顿反应原位产生羟基自由基（·OH）的化学动力学疗法（CDT）受到广泛关注。具有高组织渗透和低组织散射等优点的NIR-II介导的光热治疗（PTT）同样具有广阔的应用前景。因此，PTT&CDT的联合治疗是非常具有应用潜力的协同治疗方式。目前，在已报道的各种非金属基或金属基纳米材料作为发生CDT的芬顿剂和PTT的光热剂中，由于材料本身不稳定、催化效率低或光热转化效率低等缺点，难以在PTT&CDT的联合治疗方面取得更大的进展。因此，需要设计一种具有良好稳定性、足够的催化效率和光热转化效率的治疗剂应用于联合治疗方式。

　　9T-PUNNC 纳米粒子介导的光热增强化学动力学协同治疗的示意图

　　研究人员在外加磁场下诱导合成表面具有明显针状凸起的聚乙二醇化的海胆状镍纳米团簇（PUNNCs）。经PEG修饰的PUNNCs具有提高的稳定性和生物相容性。同时，提高磁场强度能够增加针状凸起的长度和降低镍团簇的结晶度。因此，9T-PUNNC能够有效地增加NIR-II的吸收并转化为局部热量，达到PTT的作用；而降低的结晶度和升高的局部温度加速了PUNNCs的酸化过程，促进其类芬顿反应的发生，增强CDT效果。实验结果表明，PUNNCs诱导的PTT&CDT联合治疗方式能够明显增加肿瘤细胞的杀伤和抑制肿瘤组织生长的效果。
　　研究工作获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、合肥研究院院长基金、强磁场安徽省实验室方向基金、合肥市自然科学基金等项目的资助。
　　论文链接: https://www.thno.org/v12p3690.htm


        文章来源：合肥研究院
        王辉，博士，中国科学院强磁场科学中心研究员。2006年获安徽大学学士学位，2011年获中国科学技术大学博士学位。先后在中国科学技术大学，纽约城市大学，华盛顿大学从事博士后研究。2017年6月加入强磁场科学中心。以第一/通讯作者在Chem. Soc. Rev., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Adv. Sci., Iscience, Small, Biomaterials, Appl. Mater. Today, J. Controlled Release, J. Mater. Chem. A, ACS Appl. Mater. Interfaces等国际专业期刊上发表SCI论文40篇(总影响因子超过330)。授权国内专利3项，美国专利1项。