代岳 ,蔡璐璐 ,盧佳慧 ,沙萱 ,徐凱 ,李菁菁
1 徐州醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)院,江蘇徐州221006;2 徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院
普魯士藍(lán)(PB)又稱亞鐵氰化鐵,是一種歷史悠久的藍(lán)色染料,F(xiàn)e3+和Fe2+共同存在賦予了PB 特殊的物理、化學(xué)、光學(xué)和磁性的優(yōu)勢(shì)。早在1936 年,Keggin 和 Miles 就報(bào)道了它的結(jié)構(gòu)[1-2]。PB 的特殊分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì),在過(guò)去的十幾年引起了研究者們極大的興趣,被廣泛應(yīng)用于電化學(xué)、儲(chǔ)氣、磁學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、催化、電池、傳感器等多個(gè)領(lǐng)域,其中在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用尤為矚目。2003年,PB被美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)作為臨床用藥[3]。隨著納米科學(xué)和納米技術(shù)的不斷發(fā)展,納米材料以其制備簡(jiǎn)單可調(diào)控、易于表面功能化和功能化組裝、良好的穩(wěn)定性、較高的載藥率、靶向性等多方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)激發(fā)了研究者們的巨大熱情,PB 納米顆粒(PBNPs)同樣具有這些獨(dú)特性質(zhì)。研究[4]表明,PBNPs 具有較好的順磁性和近紅外光聲轉(zhuǎn)換功能,可作為成像對(duì)比劑提高病灶檢出的靈敏度;PBNPs 具有高效的光熱轉(zhuǎn)換性能,在腫瘤光熱治療(PTT)方面被深入研究[5-6];此外,PBNPs 具有形貌大小可調(diào)節(jié)、比表面積大,易于表面功能化的優(yōu)勢(shì),能夠高效負(fù)載化療藥物和成像分子,實(shí)現(xiàn)腫瘤藥物協(xié)同治療及診療一體化研究[7];更值得一提的是,PBNPs具有類似于Fe3O4納米顆粒的納米酶特性。有研究[6,8]表明,PB 納米酶能夠清除體內(nèi)多余的活性氧(ROS),不僅可以用于治療ROS 相關(guān)疾病,同時(shí)能夠分解腫瘤區(qū)域的H2O2,產(chǎn)生O2用于緩解腫瘤區(qū)域缺氧的治療耐受難題?,F(xiàn)將PBNPs 在生物醫(yī)學(xué)成像及生物醫(yī)學(xué)治療中的應(yīng)用研究進(jìn)展綜述如下。
由于PB的應(yīng)用范圍廣泛,傳統(tǒng)制備方法多種多樣,包括聚合物保護(hù)法、模板合成法、水熱法、沉淀法等[9-10]。PBNPs 的制備策略主要分為雙前體合成法和單前體合成法[3]。雙前體合成法主要通過(guò)Fe3+/Fe2+和[Fe(CN)6]4?/[Fe(CN)6]3?直接混合得到PBNPs。CHENG 等[4]直接利用FeCl3和K4[Fe(CN)6]制備得到實(shí)心PBNPs,該制備方法簡(jiǎn)單,反應(yīng)時(shí)間較短。單前體合成法利用K3[Fe(CN)6]或K4[Fe(CN)6]在酸性條件下通過(guò)緩慢的氧化還原反應(yīng)釋放Fe3+或Fe2+,該制備方法反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),但制備得到的PBNPs均一性更好。為了使其能夠滿足不同的生物醫(yī)學(xué)成像、載藥、治療等需求,研究者們對(duì)PBNPs 進(jìn)行了改良制備,從而獲得高載藥率、靶向輸送及診療一體化的多功能納米復(fù)合物。中空介孔結(jié)構(gòu)具有較大的表面積和孔容,可作為納米載體負(fù)載藥物、基因或成像分子等小分子物質(zhì)。HU 等[11]研究了一種表面保護(hù)、內(nèi)部刻蝕的方法制備中空介孔普魯士藍(lán)(HMPB),該方法利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為表面保護(hù)劑,鹽酸通過(guò)PBNPs 表面的缺陷進(jìn)入內(nèi)部,在140 ℃條件下刻蝕PBNPs 形成中空介孔結(jié)構(gòu)。反應(yīng)時(shí)間會(huì)影響刻蝕的程度,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為3.5 h 時(shí)PBNPs 內(nèi)部已經(jīng)開始形成小的腔隙,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到4 h時(shí)內(nèi)部的腔隙有所增大,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到4.5 h時(shí),納米顆粒的內(nèi)部及表面都開始被刻蝕破壞,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到5 h 時(shí)PBNPs 被完全破壞。因此,可以根據(jù)應(yīng)用的需要控制HMPB內(nèi)部腔隙的大小。多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)利用該方法制備了HMPB,利用中空介孔結(jié)構(gòu)負(fù)載藥物實(shí)現(xiàn)腫瘤的光熱及化療藥的協(xié)同治療,負(fù)載超聲相變材料構(gòu)建超聲成像對(duì)比劑[12-13]。另有部分學(xué)者[4,7,14]引入檸檬酸制備實(shí)心 PBNPs,并在其表面修飾聚合物分子、紅細(xì)胞膜及靶向分子等,既可逃避免疫系統(tǒng)對(duì)PBNPs 的清除,延長(zhǎng)體內(nèi)循環(huán)時(shí)間,又提高了靶部位的藥物濃度,從而增強(qiáng)治療效果。近幾年,研究者們?yōu)榱烁玫貙BNPs 應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,構(gòu)建了基于PB 的核-殼結(jié)構(gòu)的納米顆粒,例如利用Au 納米粒或Fe3O4作為核心,以FeCl3和K4[Fe(CN)6]作為前體制備PB 納米殼,完美實(shí)現(xiàn)了集多種功能于一體的診療納米探針的構(gòu)建[5,15]。
近年來(lái),醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展迅速,在疾病診斷和療效評(píng)估方面起著不可替代的作用。醫(yī)學(xué)成像種類繁多,磁共振成像(MRI)、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、超聲(US)成像、熒光成像、光聲成像(PA)、正電子發(fā)射斷層顯像(PET)等診斷方式能在無(wú)創(chuàng)條件下穿透體表清晰顯示體內(nèi)結(jié)構(gòu)并幫助診斷疾病,而成像對(duì)比劑的引入進(jìn)一步提高了病灶診斷的靈敏度,從而更清晰的在正常組織結(jié)構(gòu)中辨別病灶,有利于疾病的早期診斷和治療。隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展,納米對(duì)比劑因其高靈敏度、高特異性、較長(zhǎng)體內(nèi)循環(huán)時(shí)間和功能多樣化等優(yōu)勢(shì)被廣泛研究。PBNPs具有較好的MRI和PA 特性,同時(shí)通過(guò)其中空介孔結(jié)構(gòu)和表面可修飾的優(yōu)勢(shì),基于PBNPs結(jié)構(gòu)的熒光成像、US成像、CT 成像也被協(xié)同用于疾病的診斷,發(fā)揮多模態(tài)成像的優(yōu)勢(shì)。
2.1 PBNPs 在 MR 成像中的應(yīng)用 PBNPs 是由 Fe2+和Fe3+形成的混合價(jià)態(tài)的六氰合鐵酸鹽,其中和碳原子結(jié)合的Fe2+具有較低的自旋(S=0),而和氮原子結(jié)合的 Fe3+具有較高的自旋(S=5/2)。2010 年SHOKOUHIMEHR 等[16]研究發(fā)現(xiàn),PBNPs 用于 MRI的縱向弛豫率和橫向弛豫率分別是0.079 m/(M?s)和0.488 m/(M?s),這一發(fā)現(xiàn)開啟了PBNPs作為MRI對(duì) 比劑 的新篇 章。 2014 年 ,CHENG 等[4]改 進(jìn)了PBNPs 的制備方法,并在其表面修飾聚乙二醇(PEG),提高其在生理溶液中的穩(wěn)定性和腫瘤細(xì)胞的攝取,通過(guò)檢測(cè)其作為MRI 對(duì)比劑的縱向弛豫率和橫向弛豫率分別提高到6.4 m/(M?s)和8.1 m/(M?s)。由于T1對(duì)比劑是陽(yáng)性對(duì)比劑,在臨床診斷中更具優(yōu)勢(shì),研究者們對(duì)于如何提高PBNPs 的縱向弛豫率進(jìn)行深入研究。CAI 等[17]以 HMPB-Mn 為基礎(chǔ),搭載化療藥物阿霉素(DOX)構(gòu)建了pH 響應(yīng)的HMPB-Mn-DOX 納米探針用于腫瘤的MR 成像和光熱聯(lián)合化療。由于腫瘤生長(zhǎng)環(huán)境偏酸性,研究者在體外進(jìn)行MRI 縱向弛豫時(shí)間的檢測(cè)發(fā)現(xiàn),與pH=7.4 時(shí)相比,當(dāng)pH=5 時(shí)HMPB-Mn 中的Mn2+被大量釋放出來(lái),T1弛豫時(shí)間明顯縮短,HMPB-Mn-DOX 在酸性條件下釋放Mn2+的巧妙設(shè)計(jì)提高了MRI 診斷腫瘤的靈敏度。PERERA 等[18]結(jié)合 PBNPs 和 Gd 構(gòu)建了一種新型的MRI T1 口服對(duì)比劑用于消化道的成像,Gd 的引入使得MRI 的縱向弛豫率和橫向弛豫率分別達(dá)到 16.4 m/(M?s)和 20.9 m/(M?s),使 Gd+PBNPs 更適合作為T1 口服對(duì)比劑,在家兔胃腸道的體內(nèi)MRI研究進(jìn)一步證實(shí)了這一觀點(diǎn)。SHOU 等[19]利用10%鋅離子摻雜制備超小SPBZn 納米粒,其MRI 對(duì)比劑性能和光熱轉(zhuǎn)換效率均得到了顯著提高,T1 弛豫率高達(dá)18.40 m/(M?s),從而明顯提高卵巢癌腫瘤成像的靈敏度和光熱治療效果。
2.2 PBNPs 在 PA 成像中的應(yīng)用 PA 成像具有無(wú)創(chuàng)無(wú)輻射成像的特點(diǎn),它結(jié)合了純光學(xué)成像的高對(duì)比度特性和純超聲成像的高穿透深度特性,可以提供高分辨率和高對(duì)比度的組織成像。2013 年LIANG 等[20]首次證明了 PBNPs 在近紅外區(qū)域具有很強(qiáng)的吸收能力,可以作為一種很好的光聲成像的對(duì)比劑。SU 等[21]利用介孔二氧化硅包裹 PBNPs 后負(fù)載DOX 構(gòu)建MCF-7 乳腺癌腫瘤診療一體化納米探針PB+mSiO2-PEG/DOX,體內(nèi)研究表明,當(dāng)荷瘤小鼠尾靜脈注射納米探針后,光聲信號(hào)表現(xiàn)出持續(xù)的時(shí)間依賴性改變,在注射6 h 后,腫瘤血管的光聲信號(hào)明顯增強(qiáng),能夠清晰的辨別腫瘤邊界。CAI 等[22]報(bào)道了將Gd3+集成到PB 納米晶中構(gòu)建介孔結(jié)構(gòu)HGPB,研究發(fā)現(xiàn)在相同濃度下,HGPB在750~970 nm波長(zhǎng)處的PA值要高于HMPB,在808 nm時(shí)兩者均表現(xiàn)出濃度依賴性PA 信號(hào)強(qiáng)度,在相同條件下,不同濃度HGPB 的PA 值均高于HMPB,該結(jié)果證實(shí)了Gd3+摻雜后的 HGPB 比 HMPB 更能顯著提高 PA 性能,說(shuō)明HGPB 可以作為一種優(yōu)秀的PA 對(duì)比劑用于腫瘤的診斷。
2.3 PBNPs 在其他間接成像中的應(yīng)用 鑒于PB?NPs 可以作為過(guò)氧化氫酶催化H2O2產(chǎn)生O2,這一功能使PBNPs 在特殊環(huán)境中具備超聲成像的性能,2012 年 YANG 等[23]利用 PBNPs 這一作用實(shí)現(xiàn)了急性肝炎模型的US/MR 的雙模態(tài)成像,并且該US 成像能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)肝組織內(nèi)的H2O2水平。此外,基于PBNPs 特殊結(jié)構(gòu),越來(lái)越多的學(xué)者嘗試將其他成像分子負(fù)載或修飾到PBNPs 上,以期獲得多模態(tài)成像效果,提高成像靈敏度和診斷的準(zhǔn)確度。JIA 等[12]在HMPB 介孔內(nèi)包封相變材料全氟戊烷(PFP),HMPB 具有良好的光熱轉(zhuǎn)換效率,能夠吸收近紅外激光并將其轉(zhuǎn)化為熱能,所產(chǎn)生的熱量不僅可以通過(guò)熱療來(lái)殺死腫瘤細(xì)胞,還可以促進(jìn)低沸點(diǎn)的PFP氣化產(chǎn)生氣泡用于US 成像,該研究表明HPB-PFP具有較高的穩(wěn)定性和光熱轉(zhuǎn)換效率,HMPB-PFP 有望在US成像引導(dǎo)下的腫瘤治療方面得到廣泛應(yīng)用。除US 對(duì)比劑外,有學(xué)者以PBNPs 和金納米粒子(AuNPs)為基礎(chǔ),開發(fā)了用于MR/CT 成像和光熱/放射增敏治療的多功能核-衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的納米粒子CS?NPs[15];另有學(xué)者利用 HMPB 的中空介孔結(jié)構(gòu)和可擴(kuò)展的表面區(qū)域負(fù)載吲哚菁綠(ICG)和阿霉素(DOX),構(gòu)建具有熒光成像、光熱、光動(dòng)力和化療三種治療方式協(xié)同的納米體系[24]。
目前,疾病的傳統(tǒng)治療方法大多存在有創(chuàng)性、非靶向性和治療方法單一等缺陷,具備獨(dú)特理化特性的納米材料為疾病的無(wú)創(chuàng)靶向治療和聯(lián)合治療提供了平臺(tái)。PBNPs因其在光熱轉(zhuǎn)換和納米酶方面的優(yōu)勢(shì)和潛力而被廣泛研究,主要包括腫瘤及炎性病變的PTT、抗炎、抗氧化治療等。此外,PBNPs 的中空介孔結(jié)構(gòu)和較大的表面區(qū)域能夠高效負(fù)載化療藥物,修飾特異性靶向分子,實(shí)現(xiàn)藥物的靶向輸送和智能可控釋放,有望顯著提高疾病的治療效果。
3.1 PBNPs 在光熱治療(PTT)中的應(yīng)用 由于Fe3+和Fe2+之間的電荷轉(zhuǎn)移,PBNPs 可以有效地將近紅外激光轉(zhuǎn)化為熱能來(lái)提高溫度。FU 等[25]首次研究將PBNPs 作為新一代光熱轉(zhuǎn)換劑用于腫瘤細(xì)胞的治療,研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)808 nm激光照射3 min后,PBNPs溫度即可升高至43 ℃,表明PBNPs 具有良好的光熱轉(zhuǎn)換效率,與Au納米棒比較時(shí)發(fā)現(xiàn)在持續(xù)照射四個(gè)循環(huán)后,PBNPs 的光熱穩(wěn)定性明顯高于Au 納米棒。近年來(lái),越來(lái)越多的研究者關(guān)注PBNPs 的這一性能。JING 等[26]構(gòu)建了 PB+Au 診療一體化納米探針,由于其良好的光熱轉(zhuǎn)換作用,荷瘤裸鼠尾靜脈注入納米探針后,近紅外激光照射6 d后HT-29腫瘤變小消失,持續(xù)照射 18 d 后腫瘤無(wú)復(fù)發(fā)。SHOU 等[19]通過(guò)摻雜10%鋅離子構(gòu)建SPBZn 納米探針,能夠提高近紅外光吸收系數(shù)和光熱轉(zhuǎn)換效率,荷瘤小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明SPBZn納米探針對(duì)乳腺癌模型治療效果顯著,抑瘤率達(dá)到69.4%。PBNPs 的光熱轉(zhuǎn)換作用不僅僅局限于腫瘤的光熱消融治療,還能夠誘導(dǎo)HMPB 負(fù)載的超聲相變材料氣化,產(chǎn)生氣泡用于US成像[12-13]。
3.2 PBNPs 在納米酶治療中的應(yīng)用 納米酶是一種具有內(nèi)在酶樣特性的納米材料,納米酶以其成本低、易制備、穩(wěn)定性好、易儲(chǔ)存等優(yōu)勢(shì)有望成為天然酶的替代品。ZHANG 等[8]經(jīng)系統(tǒng)性的研究發(fā)現(xiàn),PBNPs 具有過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)三種酶活性,能夠有效清除多種活性氧成份(ROS)。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中,用順鉑(CDDP)、二烯丙基三硫(DATS)、紫外光照射、再灌注(HR)、氧化低密度脂蛋白(OxLDL)和高糖(HG)誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng),并用不同濃度的PB?NPs 抵抗,發(fā)現(xiàn)PBNPs 處理組比PBS 對(duì)照組細(xì)胞存活率高,并且細(xì)胞存活率隨著PBNPs 濃度的升高而升高。由于脂多糖(LPS)能夠誘導(dǎo)肝臟巨噬細(xì)胞產(chǎn)生ROS 和炎性介質(zhì),通過(guò)給小鼠尾靜脈注射LPS 構(gòu)建急性肝炎模型,而PBNPs 預(yù)處理的小鼠尾靜脈注入LPS后,與對(duì)照組相比肝臟炎癥反應(yīng)模型減輕,該研究利用多種方式、從多個(gè)角度證明PBNPs 納米酶的ROS 清除性能,為PBNPs 用于炎癥、動(dòng)脈粥樣硬化、糖尿病等疾病的治療提供新策略。ZHAO 等[27]構(gòu)建聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修飾的PPB 納米顆粒,體外實(shí)驗(yàn)證明其具有較好的清除OH、H2O2和OOH等ROS 的能力,體內(nèi)實(shí)驗(yàn)通過(guò)構(gòu)建炎癥性腸病小鼠模型來(lái)觀察PPBs的療效,靜脈注入小鼠體內(nèi)后能夠減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)從而治療炎癥性腸病,研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)靜脈注射PPBs的小鼠幾乎沒(méi)有結(jié)腸縮短、出血或異常大便的跡象。同時(shí),在組織學(xué)分析中,對(duì)照組結(jié)腸炎小鼠黏膜區(qū)域嚴(yán)重破壞,免疫細(xì)胞大量浸潤(rùn),結(jié)腸上皮嚴(yán)重受損。相反,PPB 處理的實(shí)驗(yàn)組小鼠結(jié)腸黏膜區(qū)域僅出現(xiàn)輕微損傷,黏膜、肌肉或黏膜下層的免疫細(xì)胞浸潤(rùn)較少,這說(shuō)明PPBs對(duì)炎癥性腸病小鼠有明顯的治療作用。缺血性腦卒中是一種發(fā)病率高、預(yù)后差的疾病,缺血性損傷后活性氧和氮(RONS)的過(guò)量產(chǎn)生是導(dǎo)致腦損傷加重的關(guān)鍵因素。ZHANG 等[28]利用 PBNPs 的多功能納米酶作用構(gòu)建了中空介孔結(jié)構(gòu)HPBZs,不僅能夠減輕氧化應(yīng)激,還能抑制細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng),從而提高腦組織對(duì)缺血性損傷的耐受性。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明,在缺血/再灌注開始后1 h 給予HPBZs 可顯著提高神經(jīng)系統(tǒng)評(píng)分,促進(jìn)腦葡萄糖代謝,減少腦梗死體積,因此提出基于HPBZs 的納米平臺(tái)具有治療缺血性中風(fēng)以及其他與RONS 相關(guān)疾病的潛力。腫瘤微環(huán)境在腫瘤的發(fā)生、生長(zhǎng)和進(jìn)展中起著至關(guān)重要的作用,ZHANG 等[29]利用低分子量透明質(zhì)酸修飾 HMPB 構(gòu)建LMWHA-MPB NPs,發(fā)現(xiàn)該納米顆粒可以作為原位巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化器和O2發(fā)生器,體內(nèi)近紅外成像實(shí)驗(yàn)顯示,IR783 標(biāo)記的LMWHA-MPB NPs 可以選擇性地在腫瘤部位積累,通過(guò)HMPB 的過(guò)氧化氫酶作用催化分解內(nèi)源性H2O2產(chǎn)生O2來(lái)緩解腫瘤缺氧情況,并且利用LMWHA-MPB 重塑腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)表型的潛能,抑制4T1腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移。
3.3 PBNPs 在藥物負(fù)載及輸送中的應(yīng)用 PBNPs因其獨(dú)特的中空介孔結(jié)構(gòu)能夠負(fù)載化療藥物,不僅明顯提高載藥率,同時(shí)表面修飾靶向分子后可實(shí)現(xiàn)藥物的靶向輸送,用相對(duì)較小濃度的藥物即可達(dá)到相同的治療效果,并且降低傳統(tǒng)藥物的全身不良反應(yīng)[15,30]。有研究利用腫瘤偏酸性的微環(huán)境和HMPB的光熱轉(zhuǎn)換作用構(gòu)建智能納米載藥平臺(tái),實(shí)現(xiàn)藥物的可控釋放,結(jié)果顯示協(xié)同治療效果明顯提高[14,31]。一氧化碳(CO)能夠引起線粒體功能障礙,誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡,是一種很有前途的新興治療方法,LI 等[32-33]分別利用HMPB 和Fe(CO)5制備了PB-CO NPs,利用近紅外激光觸發(fā)CO 的釋放,加重癌細(xì)胞的缺氧環(huán)境,促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡,研究結(jié)果表明,PB-CO NPs 的CO和光熱協(xié)同治療對(duì)腫瘤的治療效果顯著。
3.4 PBNPs在智能化、多功能化及診療一體化中的應(yīng)用 隨著人們對(duì)PBNPs 研究的深入,一系列獨(dú)特性能的發(fā)現(xiàn)使其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多,通過(guò)巧妙地設(shè)計(jì)以及引入靶向分子、成像分子或治療藥物,研究者們構(gòu)建了多種智能化、多功能化及診療一體化的納米探針,應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)診療中。ZHOU 等[13]研究設(shè)計(jì)了一種腫瘤靶向氧化還原反應(yīng)的復(fù)合生物催化劑,該催化劑可將腫瘤饑餓治療與低溫光熱治療結(jié)合,HMPB 介孔內(nèi)負(fù)載葡萄糖氧化酶,表面修飾透明質(zhì)酸靶向腫瘤細(xì)胞,由于HMPB納米酶作用催化H2O2產(chǎn)生O2,同時(shí)結(jié)合葡萄糖氧化酶的作用增加葡萄糖消耗,并且抑制熱休克蛋白的表達(dá)促進(jìn)低溫光熱療法。YIN 等[34]研究了一種基于HMPB 的近紅外光觸發(fā)一氧化碳(CO)釋放系統(tǒng),該系統(tǒng)可使具有生物還原活性的抗癌藥物替拉帕扎胺(TPZ)選擇性地被缺氧反應(yīng)激活。Fe(CO)5通過(guò)配位作用與HMPB 偶聯(lián),TPZ 被包裹在HMPB 的孔隙中,并以PEG 修飾來(lái)延長(zhǎng)血液循環(huán),改善腫瘤蓄積。在腫瘤部位近紅外激光照射下,HMPB 的非致死光熱效應(yīng)釋放CO,加速線粒體耗氧量,加重缺氧,激活TPZ 導(dǎo)致癌細(xì)胞凋亡,從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同抗癌作用。ZHANG 等[35]研究了一種基于 HMPB 的智能和多功能納米平臺(tái),其中空介孔結(jié)構(gòu)包封DOX 和全氟乙烷(PFH),體外和體內(nèi)研究證實(shí),HMPB-DOX/PFH 可作為雙模態(tài)成像對(duì)比劑,同時(shí)增強(qiáng)US 和PA 成像效果,可用于指導(dǎo)和監(jiān)測(cè)腫瘤治療。在高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)作用下,這種多功能的HMPBs-DOX/PFH能夠以較低的HIFU 強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)凝固性壞死,同時(shí)促進(jìn)DOX 的釋放,提高了化療療效,該納米平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了雙模態(tài)成像引導(dǎo)下的非侵入性協(xié)同腫瘤治療。
綜上所述,隨著PBNPs 一系列特殊性能的發(fā)現(xiàn),PBNPs 被認(rèn)為是一種非常有前途的生物醫(yī)學(xué)納米材料。前期PBNPs 的MRI、PA 成像及光熱治療、載藥協(xié)同治療等主要被用于腫瘤模型,近幾年P(guān)B?NPs 納米酶活性的發(fā)現(xiàn)更加拓寬了其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用,不僅被用于調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境中氧的水平促進(jìn)腫瘤治療,同時(shí)有望用于多種炎癥性疾病的抗炎、抗氧化治療。然而,所有這些研究仍處于實(shí)驗(yàn)室階段,PBNPs 在體內(nèi)的藥理作用、毒理作用、藥代動(dòng)力學(xué)特征和生物安全性評(píng)價(jià)有待進(jìn)一步深入研究,這將有效促進(jìn)PBNPs 作為成像對(duì)比劑及治療藥物的臨床轉(zhuǎn)化。