1 内蒙古师范大学 化学与环境科学学院, 内蒙古 呼和浩特 010022
2 内蒙古大学 化学化工学院, 内蒙古精细有机合成重点实验室, 内蒙古 呼和浩特 010021
刺激响应水凝胶可以对环境的微小变化产生较大的物理化学变化, 在药物传递、生物分离、生物传感器和组织工程等领域具有广泛的应用。但受聚集导致荧光猝灭(ACQ)效应的影响, 其在发光相关领域的应用受到限制, 聚集诱导发光(AIE)概念的提出解决了这一难题。将AIE分子引入水凝胶体系, 获得刺激响应型AIE水凝胶, 在生物医学、信息防伪、3D水凝胶驱动器以及软体机器人的开发等多个高科技领域崭露头角。本文将近年来报道的刺激响应型AIE水凝胶按刺激因素分为物理因素(温度和光)、化学因素(pH、溶剂和离子)和生物因素(酶)三大类, 分别阐述了水凝胶的制备、响应机理及潜在应用, 并针对刺激响应型AIE水凝胶面临的问题和挑战进行了展望。
刺激响应型水凝胶 聚集诱导发光 信息防伪 软体机器人 药物传递 stimuli-responsive hydrogels aggregation-induced emission information anti-counterfeiting soft robots drug delivery
长春工业大学 化学与生命科学学院， 材料科学高等研究院， 吉林 长春 130012
碳点作为新兴的碳纳米材料之一，由于具有低细胞毒性、强亲水性、良好的生物相容性、优异的光稳定性、可调的发光和易于修饰等独特的理化特性，在生物医学领域具有广泛的应用前景。本综述主要阐述了碳点在生物成像、药物/染料/蛋白/基因的递送和癌症诊断治疗等方面的应用，并探讨了其在生物医学领域应用的当前挑战和未来前景。
碳点 生物成像 药物递送 癌症诊断治疗 carbon dots bioimaging drug delivery cancer theranostic
1 河北科技大学 化学与制药工程学院,石家庄 050018
2 南非大学 非洲可持续性能源发展研究所, 约翰内斯堡 1710, 南非
3 河北医科大学第二附属医院 胆胰内镜外科, 石家庄 050000
抗肿瘤药物靶向传递系统是提高传统化疗药物疗效, 并降低其毒副作用的重要手段。以多孔碳纳米材料为药物载体, 根据肿瘤组织微环境特点, 构建抗肿瘤药物靶向传递系统是实现靶向治疗方案的有效方式。本文围绕基于多孔碳纳米材料的抗肿瘤药物靶向传递系统的构建及应用进行综述, 描述了多孔碳纳米材料适宜载药的设计、合成及功能化修饰; 通过理论与实例相结合的方式, 介绍了提高多孔碳纳米材料载药量和实现联合给药的有效策略; 从内源和外源性敏感刺激的角度, 重点分析了多孔碳纳米材料基于肿瘤微环境构建的靶向传递系统的机制和应用; 阐述了多孔碳纳米材料作为抗肿瘤药物载体面临的生物相容性和生物降解性的问题, 并分析了可能的解决途径; 展望了多孔碳纳米材料在构建肿瘤药物靶向传递系统应用中的前景及发展方向, 为研发靶向、可控的抗肿瘤药物传递系统提供了理论依据和例证支持。
多孔碳纳米材料 结构设计 抗肿瘤 靶向 药物传递系统 综述 porous carbon nanomaterials structural design antitumor targeting drug delivery systems review
1 重庆医科大学 超声分子影像重点实验室, 重庆400010
2 上海交通大学附属第六人民医院, 上海超声医学研究所, 上海 200233
基于纳米材料的化疗-光热协同治疗是一种高效的肿瘤治疗方式, 但如何构建具有高载药量与良好光热转换性能的纳米药物依然面临挑战。本研究通过超声剥离法制备二维硼(boron, B)纳米片, 进一步在其表面原位负载超小粒径硫化铜(CuS)纳米颗粒和化疗药阿霉素(DOX), 形成B-CuS-DOX纳米药物。B-CuS具有高的DOX药物装载能力(864 mg/g)和优异的光热转化性能(在808 nm处的光热转换效率为55.8%), 同时可实现pH及近红外激光双重刺激响应而释放药物。细胞实验表明在808 nm近红外光的照射下, B-CuS-DOX展示了良好的化疗-光热协同治疗效果。本研究构建的纳米药物有望为体内肿瘤治疗提供一种有效的化疗-光热协同治疗策略。
硼纳米片 药物递送 光热治疗 刺激响应 肿瘤 协同治疗 boron nanosheet drug delivery photothermal therapy stimulus-responsive tumor synergistic therapy
1 同济大学口腔医学院, 上海牙组织修复与再生工程技术研究中心, 上海200072
2 上海交通大学医学院附属第九人民医院, 上海 200011
3 上海健康医学院, 上海 201318
生物陶瓷支架具有良好的生物相容性和引导组织再生特性, 并可提供多孔的表面形貌和孔道结构, 以促进新生组织的长入, 在硬组织修复和骨组织工程支架领域获得了广泛的关注和临床应用。当前, 生物陶瓷支架仍然存在骨诱导活性差、生物功能单一、力学性能差等缺陷, 极大限制了它们的临床治疗效果和应用范围。本文从生物陶瓷支架的功能改性角度出发, 对材料实施表面功能涂层修饰、微纳结构改性、功能元素掺杂、力学增强等策略, 及其在改善植入体生物相容性、促进成骨活性、药物递送、抗肿瘤和抗菌等方面的应用进展进行了归纳和总结, 并对功能改性生物陶瓷支架的未来发展趋势作了展望。
生物陶瓷 骨组织工程支架 表面改性 微纳结构改性 元素掺杂改性 药物递送 综述 bioceramic bone tissue engineering scaffold surface modification micro-/nano-structure functional element doping drug delivery review
1 Research Center for Functional Materials, National Institute for Materials Science, Ibaraki 305-0047, Japan
2 Cellular Functional Nanomaterials Group, Research Center for Functional Materials, National Institute for Materials Science, Tsukuba, Ibaraki 305-0044, Japan
3 Engineering and Advanced Manufacturing, University of Sunderland, Sunderland, United Kingdom
铝盐佐剂具有极好的安全记录, 是各种人类疫苗中唯一获得FDA许可的无机佐剂。据我们所知, 目前尚没有关于将其用作化疗药物的递送系统、并系统阐明其结构与载药性能之间关系的研究报道。本研究采用三嵌段共聚物、通过调节反应时间合成了具有可调比表面积和孔径的氢氧化铝(AlOOH)纳米片。AlOOH 纳米片的最大比表面积达470 m 2/g。其负载化疗药物阿霉素的能力与材料结构密切相关: 比表面积和孔径越大, 负载化疗药物的量越大。负载有阿霉素的AlOOH 纳米片呈现与pH有关的药物释放行为: 在pH~5的低pH 环境下快速释放, 而在pH~7.4 的近中性pH 下缓慢释放。流式细胞术显示, 相比于游离形式的阿霉素, 负载在AlOOH 纳米片上的阿霉素更易被癌细胞所吞噬。而且负载阿霉素后, 与低比表面积的AlOOH纳米片相比, 高比表面积的AlOOH 纳米片更有利于被癌细胞摄取、诱导癌细胞凋亡和坏死。因此, 本研究所合成的AlOOH 纳米片有望用作化疗药物递送体系。
氢氧化铝 纳米片 癌症化疗 存储 药物输送 aluminum hydroxide nanosheet cancer chemotherapy storage drug delivery
Author Affiliations
Abstract
1 Science and Technology Innovation Center Guangzhou University of Chinese Medicine Guangzhou 510405, P. R. China
2 State Key Laboratory of Quality Research in Chinese Medicine Institute of Chinese Medical Sciences, University of Macau Macau, P. R. China
3 Shenzhen Engineering Laboratory of Phosphorene and Optoelectronics and Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province Shenzhen University, Shenzhen 518060, P. R. China
Black phosphorus (BP) or phosphorene, a new superstar among two-dimensional (2D) materials, has sparked huge scientific interest since its discovery in 2014. BP offers unique characteristics including high drug loading efficiency, excellent photodynamic and photothermal properties and good biocompatibility. These characteristics expand versatility of BP in nanomedicine. Although the outlook of BP seems promising, its practical biomedical applications are still at the very initial stage especially in comparison to other thoroughly investigated inorganic nanomaterials. This paper reviews BP structure and properties as well as its preparation approaches with the emphasis on techniques to improve BP stability and biocompatibility for their further usage in physiological environment. Meanwhile, recent progress made in various biomedical research fields from bioimaging to biosensing is discussed. Last, but not least, current challenges and prospects for BP in biomedicine are briefly examined, which will be useful to guide future developments of BP.
Black phosphorus bioimaging cancer therapy drug delivery biosensing Journal of Innovative Optical Health Sciences
2020, 13(5): 2030008
Author Affiliations
Abstract
Shenzhen Engineering Laboratory of Phosphorene and Optoelectronics, Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, College of Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, P. R. China
Single- or few-layer black phosphorus (FLBP) has attracted great attentions in scientific community with its excellent properties, including biodegradability, unique puckered lattice configuration, attractive electrical properties and direct and tunable band gap. In recent years, FLBP has been widely studied in bio-photonic fields such as photothermal and photodynamic therapy, drug delivery, bioimaging and biosensor, showing attractive clinical potential. Because of the marked advantages of FLBP nanomaterials in bio-photonic fields, this review article reviews the latest advances of biomaterials based on FLBP in biomedical applications, ranging from biocompatibility, medical diagnosis to treatment.
Black phosphorus biosensing drug delivery biocompatibility photothermal and photodynamic therapies Journal of Innovative Optical Health Sciences
2018, 11(6): 1830003
火箭军总医院礼士路门诊部皮肤科, 北京 100045
目的: 评价点阵CO2激光辅助透皮技术结合5%米诺地尔酊外用治疗斑秃的临床疗效及其对患者生活质量的影响。方法: 将46例斑秃患者随机分成观察组、对照组,每组23例。观察组患者予以点阵CO2激光治疗,每2周1次,共6次,同时外用5%米诺地尔酊,2次/d；对照组仅外用5%米诺地尔酊,用法同观察组。治疗12周后观察并比较两组患者的临床疗效、不良反应和患者生活质量指数(DLQI)评分。结果: 观察组有效率为91.30%,高于对照组的65.22%,差异有统计学意义(P＜0.05)。治疗前,两组患者DLQI评分相比,差异无统计学意义(t=-0.912,P=0.367)。组内比较,治疗后两组患者DLQI评分均较治疗前明显下降,差异有统计学意义(t=-10.42,P=0.000；t=-8.614,P=0.000)。治疗后,观察组患者DLQI评分下降较对照组更明显,差异有统计学意义(t=-2.636,P=0.012)。两组患者不良反应发生率比较,差异无统计学意义(P＞0.05)。结论: 运用点阵CO2激光辅助药物透皮传输技术配合外用5%米诺地尔酊对斑秃的治疗临床效果显著,不良反应轻微,操作简便易行安全,值得临床推广使用。
CO2点阵激光 斑秃 米诺地尔液 激光辅助药物传输 fractional CO2 laser alopecia areata minoxidil laser-assisted drug delivery
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室, 北京 100190
微针经皮给药结合了注射和经皮给药两者的优势，可提高大分子药物的经皮吸收量，对皮肤几乎无损害，因此具有良好的应用前景。然而，此技术仍处于发展阶段，需要利用成像手段对微针刺入皮肤的深度、药物颗粒的吸收/释放行为等进行研究。利用圆环达曼光栅产生的贝塞尔光束照射样品，搭建了一套扫频光学相干层析成像(OCT)系统。该系统能够在更长的焦深范围内保持高的横向分辨率，实测系统的有效焦深为1.68 mm，共焦位置附近的横向分辨率为3.61 μm，满足微针经皮给药的成像要求。利用搭建的系统对可溶性微针刺入皮肤前后进行成像，能够清晰地看到微针的边缘、刺入深度和在皮肤上留下的微通道，并观察到了微针在皮肤内的溶解过程。
医用光学 扫频光学相干层析成像 微针经皮给药 贝塞尔光束 圆环达曼光栅
