李 軍，王 茜，繆煜清，李鈺皓，伏彩萍，崔靜濤

（1.湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司,郴州 423037；2.上海理工大學(xué) 材料與化學(xué)學(xué)院,上海 200093）

鉍（bismuth，Bi）作為一種金屬元素，原子序數(shù)是83，是元素周期表中的最后一個(gè)穩(wěn)定元素。它和鉛一樣，屬于重金屬，但不一樣的是，它的單質(zhì)和化合物常常低毒或無(wú)毒，這一特點(diǎn)使得Bi 成為公認(rèn)的綠色金屬元素。鉍基納米材料主要是指材料組分中含有Bi 元素的納米材料。早在兩個(gè)世紀(jì)之前，Bi 的化合物已被用于治療胃腸道疾病和梅毒，作為一種口服藥物表現(xiàn)出了良好的治療效果和生物安全性[1]。如今隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展及其與生物工程等學(xué)科的廣泛交叉融合，鉍基納米材料因其低毒性、獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)和易于表面化學(xué)修飾等特性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，特別是在生物成像、癌癥治療以及抗菌等應(yīng)用方面展現(xiàn)出了巨大潛力[2]。鉍基納米材料具有成本低、穩(wěn)定性高、形狀和尺寸可控、抑菌性能好、較強(qiáng)的X 射線衰減系數(shù)和近紅外吸收能力強(qiáng)、獨(dú)特的光熱轉(zhuǎn)換效率、催化活性好、循環(huán)半衰期長(zhǎng)等特點(diǎn)[3]，這些特性賦予了鉍基納米材料潛在的生物成像功能，包括計(jì)算機(jī)斷層掃描（computer tomography，CT）成像[4]、光聲（photoacoustic，PA）成像[5]，還使它具有腫瘤治療及抗菌的功能，包括光動(dòng)力治療（photodynamic therapy，PDT）[6]，光熱治療（photothermal therapy，PTT）[7]以及放療增敏（radiotherapy，RT）[8]。圖1 為鉍基納米材料在腫瘤診治和抗菌中的應(yīng)用。因此，腫瘤治療已經(jīng)成為鉍基納米材料在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的一個(gè)重大研究方向，并為未來(lái)的臨床應(yīng)用開(kāi)辟了新的機(jī)遇。本文重點(diǎn)介紹了鉍基納米材料在腫瘤診療中的研究進(jìn)展，并對(duì)鉍基納米材料在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的發(fā)展趨勢(shì)和挑戰(zhàn)進(jìn)行了分析和展望。

圖1 鉍基納米材料在腫瘤診治和抗菌中的應(yīng)用Fig.1 Application of bismuth-based nanomaterials in cancer theranostics and antibacterial

1 生物成像

1.1 CT 成像

生物成像在疾病治療中發(fā)揮著重要作用，通過(guò)生物成像可以準(zhǔn)確診斷病變部位，使醫(yī)生和患者能夠更好地了解疾病、監(jiān)測(cè)疾病和治療疾病，制定個(gè)體化治療方案，從而提高患者的生存率，降低治療成本。CT 成像是臨床上應(yīng)用最廣泛的成像技術(shù)之一，它作為一種無(wú)創(chuàng)成像技術(shù)，可以對(duì)深部組織進(jìn)行高分辨率成像，被認(rèn)為是最受歡迎的成像方法之一。由于Bi 元素是高原子序數(shù)元素，與碘、釓、鐿、鉭、鎢等造影劑相比，Bi 具有更高的k 邊緣值（90.5 keV）和更大的X 射線衰減系數(shù)（5.74 cm-2/kg,100 keV），被認(rèn)為是一種優(yōu)良的造影劑[9]，因此鉍基納米材料在CT 成像中具有可觀的潛力。例如，Wang 等[4]報(bào)道了BiOI 量子點(diǎn)介導(dǎo)的CT 成像，并將BiOI 量子點(diǎn)與碘丙胺（一種臨床造影劑）進(jìn)行比較，對(duì)腫瘤內(nèi)注射和靜脈注射的體內(nèi)成像能力進(jìn)行了評(píng)估，已證明了腫瘤內(nèi)注射的優(yōu)勢(shì)。同樣，Zhen 等[10]也證明了 BiOI/BiOIO3優(yōu)異的CT 成像性能。此外，由于一些患者對(duì)碘過(guò)敏，因此含碘分子作為造影劑有一些缺點(diǎn)。對(duì)此，F(xiàn)ang 等[11]報(bào)道了尺寸僅為5.5 nm 的Bi2S3納米顆粒作為一種潛在的造影劑，它可以克服傳統(tǒng)含碘分子作為造影劑的局限性，X 射線吸收系數(shù)測(cè)量結(jié)果表明，碘和Bi 在相同的摩爾濃度下，Bi2S3比現(xiàn)有的碘基造影劑的衰減要好得多，并且Bi2S3納米顆粒具有更好的生物相容性，這些研究進(jìn)一步證實(shí)了含Bi 元素的納米材料具有更好的CT 成像特性。

1.2 PA 成像

除了CT 成像，鉍基納米材料用于PA 成像的研究也較多。PA 成像是一種利用光聲效應(yīng)成像的新型診斷技術(shù)，當(dāng)光照射具有高光熱轉(zhuǎn)換效率的材料時(shí)，會(huì)引起局部的光吸收并發(fā)生光熱轉(zhuǎn)換使使附近的組織發(fā)生熱彈性膨脹，從而產(chǎn)生超聲波，然后聲探測(cè)器接收聲波形成光聲圖像[12]。與其他成像方法相比，PA 成像能產(chǎn)生更高分辨率的活體圖像。一些鉍基納米材料例如Bi2S3、Bi2Se3、Bi2Te3等對(duì)近紅外光的吸收能力強(qiáng)，光熱轉(zhuǎn)換效率高，因此有望發(fā)揮其作為造影劑的優(yōu)勢(shì)。Gao等[5]合成的Bi2S3-MoS2異質(zhì)結(jié)可以吸收近紅外光并將其轉(zhuǎn)化為熱量，即使在低濃度（6.25 mmol/L）下也能觀察到光聲信號(hào)。Ma 等[13]合成的Bi2Te3-PEG 納米粒子在近紅外區(qū)具有較寬的吸收帶以及較高的光熱轉(zhuǎn)換效率（48.7%），在體內(nèi)采用4T1 荷瘤小鼠對(duì)Bi2Te3-PEG 納米顆粒進(jìn)行成像測(cè)試，808 nm 激光照射后，光聲信號(hào)強(qiáng)度增加了6.2 倍，結(jié)果表明，Bi2Te3-PEG 納米顆粒是高效的PA 成像顯像劑，這些成像實(shí)例為鉍基納米材料在腫瘤治療中的實(shí)際應(yīng)用提供了依據(jù)。

1.3 多模態(tài)協(xié)同成像

隨著分子成像技術(shù)的快速發(fā)展，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種成像要求的多功能造影劑受到了研究人員的高度關(guān)注。任何單一的成像方法都不足以獲得所有的相關(guān)信息從而全面防治腫瘤。例如，CT 成像具有高分辨率，但代謝較快。磁共振成像不受組織深度的限制，但存在靈敏度及分辨率低的缺點(diǎn)。熒光成像具有高分辨率，但由于光的快速衰減，難以獲得深部組織的定量信息。PA 成像穿透力較強(qiáng)，但軟組織成像效果較差，反映的功能信息較少。結(jié)合各種成像技術(shù)，相互彌補(bǔ)缺陷，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，可以獲得更多有利于腫瘤治療的信息。不幸的是，鉍基納米材料僅具有固有的CT 成像和PA 成像的能力，因此需要對(duì)其進(jìn)行修飾，實(shí)現(xiàn)多功能成像。

熒光成像因其操作簡(jiǎn)單、安全、成本低、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，已成為一種流行的成像方法。二氫卟吩e6（chlorin e6，Ce6）以其獨(dú)特的明亮熒光和光敏劑特性成為生物成像領(lǐng)域的熱門材料。Sun 等[14]合成了介孔Bi2S3，阿霉素（doxorubicin，DOX）和Ce6 可以加載到高孔隙度結(jié)構(gòu)中形成Bi2S3@PEG/DOX/Ce6。所獲得的材料不僅因Bi2S3具有CT 成像效果，而且因負(fù)載Ce6，具有顯著的熒光特性。對(duì)4T1 荷瘤小鼠靜脈注射該復(fù)合物 24 h 后，實(shí)體瘤區(qū)域可見(jiàn)強(qiáng)熒光信號(hào)，表明其在腫瘤特異性積累和滯留。將CT 和熒光成像結(jié)合的多模態(tài)成像為癌癥診斷提供了更精確的信息，從而更好地指導(dǎo)治療。

磁共振成像作為一種無(wú)創(chuàng)成像方法，因其具有良好的3D 軟組織對(duì)比效果而被廣泛應(yīng)用于診斷成像[15]。通常，磁共振成像中的造影劑是順磁性材料，如鐵、錳和釓元素構(gòu)成的材料。為了使鉍基納米材料具有磁共振成像性能，需要將其與順磁性材料結(jié)合，或通過(guò)離子摻雜實(shí)現(xiàn)磁共振成像造影。Cheng等[16]通過(guò)陽(yáng)離子交換法制備了FeSe2/Bi2Se3-PEG納米片。并在4T1 腫瘤小鼠靜脈注射后進(jìn)行磁共振、CT 和光聲三模式成像。磁共振成像結(jié)果顯示，注射24 h 后，腫瘤出現(xiàn)明顯的變暗效果；CT 成像結(jié)果顯示，注射后肝臟及腫瘤的HU 值明顯升高，與磁共振成像結(jié)果一致。PA 成像結(jié)果顯示，隨著時(shí)間的推移，腫瘤組織中的光聲信號(hào)逐漸增強(qiáng)。這種多模態(tài)成像實(shí)現(xiàn)了參數(shù)互補(bǔ)，提供了更全面的信息，使診斷結(jié)果更準(zhǔn)確（見(jiàn)圖2）。

圖2 鉍基納米材料用于腫瘤診斷 [16]Fig.2 Bismuth-based nanomaterials for tumor diagnosis[16]

總之，通過(guò)對(duì)鉍基納米材料進(jìn)行修飾，可以將鉍基納米材料固有的成像方式與其他成像方式相結(jié)合，提供更精準(zhǔn)的癌癥診斷方式。

2 腫瘤治療

2.1 光動(dòng)力治療

鉍基納米材料作為催化材料在解決當(dāng)今社會(huì)環(huán)境污染方面起到重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，鉍及其化合物在光催化等方面表現(xiàn)出較高的催化活性，使許多新的應(yīng)用領(lǐng)域如污染物降解成為可能。當(dāng)一束光照射到材料表面時(shí)，價(jià)帶電子會(huì)被激發(fā)，躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶留下一個(gè)“空穴”，從而發(fā)生電子—空穴對(duì)的分離。遷移到材料表面的光生空穴能與水發(fā)生反應(yīng)生成羥基自由基（·OH），而遷移到表面的光生電子能與溶液中的溶解氧發(fā)生反應(yīng)生成超氧陰離子（·O2-），這些強(qiáng)氧化劑具有較高化學(xué)活性，可以有效降解有機(jī)污染物甚至破壞細(xì)胞、細(xì)菌等，因此這一概念被廣泛應(yīng)用到抗腫瘤和抗菌領(lǐng)域，被稱之為光動(dòng)力治療[17]。與常用的化療方法相比，光動(dòng)力治療具有全身毒性低、細(xì)胞選擇性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在沒(méi)有光激活的情況下，鉍基納米材料的毒性較小，僅在光照射腫瘤組織時(shí)會(huì)釋放高毒性的活性氧，因此光動(dòng)力治療是一種安全有效的方法。目前，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一些光敏藥物用于光動(dòng)力治療。然而，由于光敏藥物在體內(nèi)容易聚集等固有缺陷，導(dǎo)致活性氧產(chǎn)率顯著降低。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)裝載光敏劑的納米載體，將其輸送到靶組織。近年來(lái)，鉍基納米材料與光敏劑的結(jié)合在光動(dòng)力治療領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。例如，Akbarzadeh 等[6]合成了5-ALA/Bi2O3-FA 納米顆粒，5-ALA 是一種光敏劑，該復(fù)合納米材料不僅具有良好的生物相容性，還能可向腫瘤細(xì)胞定向輸送5-2ALA。它發(fā)揮光敏藥物和鉍基半導(dǎo)體催化性能的協(xié)同作用，提高了活性氧生成效率。此外，由于鉍基納米材料電子遷移率低、空穴電子復(fù)合快，因此通常采用構(gòu)建異質(zhì)結(jié)和金屬摻雜等方法對(duì)其進(jìn)行修飾，以提高光動(dòng)力治療效率。Wang等[18]利用陽(yáng)離子交換法制備了一種帶隙更窄（1.17 eV）的三明治狀Bi2Se3/MoSe2/Bi2Se3。這種Z 型異質(zhì)結(jié)構(gòu)由于光生電子和空穴對(duì)的有效分離比純Bi2S3納米顆粒更高，因此能產(chǎn)生更多的活性氧，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞死亡。

和抗腫瘤的原理相似，鉍基半導(dǎo)體的光動(dòng)力治療也廣泛應(yīng)用于抗菌領(lǐng)域。例如，Sun 等[19]通過(guò)簡(jiǎn)單的超聲輔助方法合成了缺陷的BiOI 納米片，由于具有獨(dú)特的幾何效應(yīng)，其對(duì)細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分脂多糖和氧氣的吸附能力更強(qiáng)，活性位點(diǎn)也更多。因此，氧氣到活性氧的轉(zhuǎn)化效率提高，抗菌性能更好。Ma 等[20]為了提高光催化性能，制備了鈷摻雜的具有花狀結(jié)構(gòu)的Bi2O3。由于其電子和空穴的激發(fā)速率高于復(fù)合速率，光催化性能明顯提高，顯著增強(qiáng)對(duì)大腸桿菌的殺滅能力。該結(jié)果為提高新型鉍基材料光催化抗菌能力提供了啟示。此外，除了摻雜元素和構(gòu)建異質(zhì)結(jié)，還可以通過(guò)引入氧空位等手段調(diào)控鉍基納米催化劑活性氧產(chǎn)率，提高腫瘤治療和抗菌效果。

2.2 光熱治療

光熱治療是一種使用700～1 100 nm 范圍的近紅外光照射納米材料，光熱轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生高強(qiáng)度熱量，從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡及破壞細(xì)菌的治療方法。生物組織因富含的水分子、血紅蛋白等生物分子在近紅外光學(xué)窗口的吸收和散射都較小，使得近紅外光具有更大的穿透深度。因此，基于鉍基納米材料的近紅外光熱轉(zhuǎn)換試劑在腫瘤治療和抗菌領(lǐng)域引起了極大地興趣。根據(jù)已有的文獻(xiàn)報(bào)道，Bi 單質(zhì)的光熱轉(zhuǎn)換效率是32.2%[7]，Bi2S3納米花的光熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)64.3%[21]，Cu3BiS3納米晶的光熱轉(zhuǎn)換效率為27.5%[22]等等。這些部分鉍基納米光熱轉(zhuǎn)換試劑在受到808 nm 激光照射時(shí)，能在腫瘤部位集中產(chǎn)生大量的熱量，在短時(shí)間內(nèi)使腫瘤組織的溫度升高到42 ℃以上，誘導(dǎo)蛋白的不可逆變性，從而消融腫瘤細(xì)胞和組織，實(shí)現(xiàn)腫瘤的光熱治療。例如，Guo 等[23]通過(guò)牛血清白蛋白包覆BiOI@Bi2S3得到BiOI@Bi2S3@BSA，利用光熱治療手段在活體腫瘤模型上得到了較好的腫瘤治療效果。為了提高光熱轉(zhuǎn)換效率，基于Shockley-Read-Hall 復(fù)合理論，具有深層缺陷的納米材料可以通過(guò)光照射促進(jìn)電子和空穴的非輻射復(fù)合產(chǎn)生聲子和熱，Cheng 等[24]合成了具有深能級(jí)缺陷的Bi2S3-Au 異質(zhì)結(jié)，金原子與硫原子之間的強(qiáng)結(jié)合使得Bi2S3納米材料中的原子偏離了Bi2S3的晶格，這一過(guò)程有利于Bi 原子占據(jù)硫原子位置，產(chǎn)生更多的缺陷。此外，金可以促進(jìn)光激發(fā)電子從Bi2S3轉(zhuǎn)移到金的費(fèi)米能級(jí)，最終在缺陷上引入更多電子，提高缺陷密度，使光熱效率提高，從而誘導(dǎo)4T1 細(xì)胞發(fā)生嚴(yán)重凋亡。

此外，利用缺陷工程，Ma 等[25]還實(shí)現(xiàn)了高效光熱轉(zhuǎn)換，并最大限度地利用光能用于抗菌應(yīng)用。他們?cè)O(shè)計(jì)了帶有氧缺陷的BiOI 納米片，然后和Bi 形成了異質(zhì)結(jié)用作抗菌劑。特殊的氧空位和異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)促進(jìn)了光生電子和空穴的分離，增強(qiáng)了活性氧的生成，同時(shí)擴(kuò)大了光吸收范圍，提高了光的利用率。與單獨(dú)的BiOI 相比，Bi-BiOI 還具有出色的光熱轉(zhuǎn)換性能，金屬Bi 的局部表面等離子體共振促進(jìn)了熱的產(chǎn)生。因此，通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)修飾，制備的Bi-BiOI 能同時(shí)實(shí)現(xiàn)光熱療和光動(dòng)力治療，實(shí)現(xiàn)抗菌功能。

此外，光熱轉(zhuǎn)換性能和材料的形狀也有很大的關(guān)系，與零、一、二維材料相比，三維花狀結(jié)構(gòu)的納米材料可觀察到光的多重反射，這一結(jié)構(gòu)與中國(guó)折紙相似，光進(jìn)行多重反射的面積隨著折疊花瓣結(jié)構(gòu)的增多而增大，可以獲得高的光吸收率，提高光熱轉(zhuǎn)換效率。

2.3 放射治療

放射治療是癌癥治療中最常用的治療技術(shù)之一。它利用X 射線等電離輻射以極低的成本摧毀惡性腫瘤細(xì)胞。照射腫瘤組織后，X 射線會(huì)破壞分子中的化學(xué)鍵，直接損傷DNA 或蛋白質(zhì)，或通過(guò)光電效應(yīng)使腫瘤組織中的水分子和氧氣離子化，產(chǎn)生大量活性氧，間接損傷蛋白質(zhì)和DNA，從而殺死腫瘤細(xì)胞[26]。由于光電效應(yīng)與原子序數(shù)的四次方成正比，Bi 作為高原子序數(shù)元素的重金屬，具有較高的X 射線吸收率，能沉積更多的能量，并能有效降低輻射劑量。因此，鉍基納米材料被廣泛用作放療的敏化劑。如Du 等[7]利用一鍋法研制出HA-Bi2O3納米顆粒，由于HA-Bi2O3納米顆粒具有較強(qiáng)的吸收高能光子的能力和較高的二次電子生成能力，可以克服腫瘤細(xì)胞固有的輻射抗性，具有顯著的輻射敏化性能。因此，HA-Bi2O3作為放療增敏劑具有廣泛的應(yīng)用前景。放療可以在保證患者局部組織器官完整的前提下起到抗癌作用。然而，由于輻射能量沉積不足，X 射線在破壞和殺傷腫瘤細(xì)胞的同時(shí)，也對(duì)周圍正常組織具有破壞性作用。新一代放射增敏劑不僅可以增強(qiáng)腫瘤的放射增敏性，還可以保護(hù)健康組織免受損傷。Du 等[27]報(bào)道了硒代半胱氨酸修飾Bi2Se3作為放射增敏劑，可同時(shí)增強(qiáng)放療療效，減少副作用。它在體內(nèi)是可生物降解的，釋放的微量硒可以與蛋白質(zhì)結(jié)合，催化電子轉(zhuǎn)移，從而增強(qiáng)免疫功能，減少輻射對(duì)正常組織的副作用。X 射線照射后血清超氧化物歧化酶活性和抗氧化能力下降，引發(fā)炎癥反應(yīng)，免疫功能下降。然而，Bi2Se3的加入可以使其恢復(fù)正常，說(shuō)明這種納米材料可以增強(qiáng)生物體的抗氧化能力、免疫功能，修復(fù)X 射線照射引起的骨髓DNA 損傷。這些獨(dú)特特性表明它是一種潛在的增敏劑，這促使研究者開(kāi)發(fā)增敏劑進(jìn)行進(jìn)一步研究。

鉍基納米材料的放療增敏效果和其形貌有很大的關(guān)系，不同形貌的納米材料展現(xiàn)出的性能有顯著差別，產(chǎn)生的活性氧類別也不同，因此探究形貌對(duì)鉍基納米材料的放療功能的影響是有必要的，在未來(lái)需要開(kāi)發(fā)者進(jìn)行深入的對(duì)比研究。

2.4 多模態(tài)協(xié)同治療

每一種治療方法都有其缺點(diǎn)。例如，腫瘤部位的缺氧降低了對(duì)電離輻射的敏感性，導(dǎo)致放療效果降低。腫瘤細(xì)胞在長(zhǎng)期接受化療藥物后出現(xiàn)耐藥性，導(dǎo)致化療效果降低。單次治療不能完全根除腫瘤或有效防止腫瘤轉(zhuǎn)移。因此，為了克服單一治療的缺點(diǎn)，研究人員提出將多種治療方法結(jié)合來(lái)治療腫瘤。同時(shí)，這種多模態(tài)協(xié)同治療在抗菌領(lǐng)域也被廣泛應(yīng)用。協(xié)同治療不是簡(jiǎn)單的聯(lián)合方法，而是兩種方法相互實(shí)現(xiàn)效果增強(qiáng)。因此，多模態(tài)協(xié)同治療受到越來(lái)越多的關(guān)注。

鉍基納米材料固有的光熱轉(zhuǎn)換和放射增敏能力對(duì)腫瘤的聯(lián)合治療具有典范作用。如果對(duì)其進(jìn)行修飾使其具有多種治療方式有助于進(jìn)一步放大對(duì)腫瘤的治療效果。例如，通過(guò)將Ce6 和DOX 共同加載到空心Bi2Se3中，形成一個(gè)納米系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了光動(dòng)力治療、光熱治療與化療的協(xié)同治療。首先，局部熱增加了腫瘤細(xì)胞對(duì)納米材料的攝取；隨后，化療誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞DNA 損傷增加了光動(dòng)力治療的療效。該納米系統(tǒng)在光照射下產(chǎn)生的活性氧與光熱效應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了較好的抗腫瘤效果[28]（見(jiàn)圖3A）。

此外，鉍基納米材料的協(xié)同治療也被應(yīng)用于抑菌。例如，Qi 等[29]開(kāi)發(fā)了一種釓摻雜Bi2S3和銅咪唑酸硼框架復(fù)合物，用于治療耐藥細(xì)菌感染和促進(jìn)傷口愈合。在808 nm 激光照射下，納米材料的光熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了52.6%。釋放的銅離子首先消耗谷胱甘肽，并進(jìn)一步發(fā)生芬頓反應(yīng)產(chǎn)生大量活性氧，破壞炎癥微環(huán)境中的氧化還原平衡。與單藥治療相比，光熱治療和化學(xué)動(dòng)力學(xué)的協(xié)同作用不僅起到了有效的抑菌作用，而且促進(jìn)了內(nèi)皮細(xì)胞的血管生成和成纖維細(xì)胞的遷移，加速了傷口愈合。此外，Bi3+和Gd3+作為計(jì)算機(jī)斷層掃描和磁共振成像造影劑可以準(zhǔn)確診斷細(xì)菌感染的膿腫，這種納米制劑實(shí)現(xiàn)了診斷和治療的相結(jié)合（見(jiàn)圖4）。

圖4 具有多種治療模式的鉍基納米材料用于抗菌治療的示意圖[29]Fig.4 Schematic diagram of bismuth-based nanomaterials with multiple treatment modes for antibacterial therapy[29]

3 結(jié)論

綜上所述，鉍基納米材料由于具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，所以在腫瘤診療和抗菌等生物領(lǐng)域有眾多應(yīng)用。盡管在這些方面已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，但僅處于研究階段，尚未實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化。因此需要研究和解決仍存在的問(wèn)題，以促進(jìn)鉍基納米材料應(yīng)用于臨床實(shí)踐。該類材料的研究可從一下幾方面展開(kāi)，包括：（1）設(shè)計(jì)鉍基納米材料時(shí)需要考慮操作工藝的簡(jiǎn)單性和可重復(fù)性，以及是否可以實(shí)現(xiàn)宏量制備。（2）研制生物安全性好的材料，確保材料不損傷正常組織，并能通過(guò)代謝排出體外。（3）設(shè)計(jì)功能性材料以提高治療效果，特別是免疫治療和基因治療。在鉍基納米材料應(yīng)用于臨床之前，研究人員需要耐心地對(duì)其生物安全性進(jìn)行全面和長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)。我們相信，未來(lái)鉍基納米材料將實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)型，從實(shí)驗(yàn)室走向臨床和市場(chǎng)，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮作用。