中空介孔碳球的制备示意图和激光照射诱导的癌症治疗药物载荷,并通过微波辐射辅助。
中空介孔碳球的制备示意图和激光照射诱导的癌症治疗药物载荷,并通过微波辐射辅助。

微粒或纳米尺度的微小颗粒可以以更具针对性的方式递送药物,尤其是剧毒的抗癌药物,以更少的患者副作用。来自中国的研究人员已经证明,这种方法可以通过使用载有活性剂的中空碳球,同时用微波和激光辐射轰击它们[GUI等等。生物材料248.(2020)120009,]。

由碳原子片制成的中空结构,例如富勒烯和碳纳米管,以及石墨烯(GO)和降低,使其所有吸引兴趣作为药物递送系统和光热疗剂。然而,这些材料可以对细胞和生物有毒,并且在基于石墨烯的材料的情况下,需要使用强酸/碱或氧化剂的昂贵和复杂的制备方法。

现在,同济大学和中国科学院研究人员在北京的生物物理学研究所制造了空心介孔碳微球,没有强试剂,可以容易地装载各种小分子药物。将牛血清白蛋白的喷雾风干并碳化以产生5-25μm-直径的球体,其中空内部可以用抗癌药物,例如多柔比星,紫杉醇或其他活性剂。

将药物负载的微球直接注射到肿瘤部位中,以减少活性剂迁移到其他器官或组织中。除了将活性药物递送到肿瘤,碳微球将低功率激光(从980-NM激光)转换成热量以诱导局部光热效果。通过振动组织中存在的水分子,这损坏了肿瘤。研究人员发现,通过同时用微波轰击微球可以显着提高这种效果。虽然微波不会与碳微球直接相互作用,但它们略微提高了试验小鼠的一般体温。这种较高的初始肿瘤温度似乎导致增强的光热效应。随着微球被限制在肿瘤部位,该区域中的组织仅经历增强的光热效应,留下周围的组织不受影响。

该组合方法显示出在小鼠中抑制肿瘤生长的优势,促进抗癌药物在组合光热疗的治疗效果而没有任何生理副作用。随着激光和微波照射的功率低,可以在几厘米或更长时间的距离上工作,并且不需要特定的微波敏感材料,该方法容易实现作为治疗策略。

“This method is simple, safe, ‘green’, and highly efficient, and does not require organic solvents, strong acid or alkali, or strong oxidants, making it suitable for producing... porous carbon for biomedical applications in bulk,” write the researchers.