元素百科新型纳米材料可以安全抑制肿瘤生长，为您介绍自然纳米技术。癌症患者通常需要在化疗中使用高毒性的化疗药物。由于药物的非特异性，同时杀死正常细胞，损害正常组织和器官。事实上，超过70%的癌症患者最终死于药物毒性。能否使用对正常细胞和组织无毒的纳米材料或分子，使这些材料或分子进入肿瘤后产生毒性，或引起毒性？近日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员施建林团队通过调节肿瘤内部氧组分或活性氧组分，初步实现了这一理念。这为肿瘤化疗提供了未来无毒副作用的可能性。自然纳米技术已发表相关研究成果。
肿瘤治疗方案的原理
一方面，该团队采用了世界上最早的细胞核靶向药物运输策略，将光敏剂直接运输到癌细胞核中，在极低光照条件下有效抑制肿瘤生长；此外，还设计制备了纳米尺寸的闪烁颗粒/半导体核壳结构。在高穿透深度X射线的照射下，闪烁颗粒将高能射线转化为紫外线/可见光刺激外层的半导体颗粒，从而在半导体颗粒上产生光生电子和空穴。光生空穴能直接氧化水分子，产生羟基自由基等ROS，使肿瘤治疗能持续产生疗效。光生空穴能直接氧化水分子，产生羟基自由基等ROS，使肿瘤治疗能持续产生疗效。
研究人员将无毒金属朴啉分子装载到同样无毒介孔有机硅纳米颗粒的孔中。当这些颗粒被肿瘤吞噬时，再加上简单的外部超声波效应，其中朴啉分子分解释放ROS和金属离子。ROS杀死癌细胞，特定的金属离子可用于肿瘤部位的磁共振成像，实现治疗过程的监测和评价。
化学动力学肿瘤治疗
施剑林团队在此基础上提出了化学动力学肿瘤治疗的概念。一种奇特而新颖的纳米颗粒通过一种简单的方法合成。这种纳米颗粒可以在肿瘤细胞间质的微弱酸性环境中快速释放大量亚铁离子；亚铁离子歧化瘤中积累的过氧化氢产生大量羟自由基；最后，羟自由基导致一系列氧化损伤，如蛋白质变性和肿瘤细胞DNA断裂，最终导致癌细胞凋亡。肿瘤中这种纳米颗粒的最终产物是生物安全的铁离子，没有传统药物载体长期滞留的潜在毒性。
石建林说，肿瘤的快速生长取决于氧气成分和营养物质的充分供应。事实上，人体血管系统支持肿瘤。因此，与上述活性氧成分完全不同的策略是，如果能使用一些纳米颗粒进入肿瘤组织和细胞，这些颗粒可以消耗肿瘤中的大量氧分子，阻塞血管系统，防止外部氧分子和营养物质的供应，就有可能实现肿瘤的饥饿治疗。
施建林团队采用改进的自扩散燃烧方法，制备了直径约100纳米的单分散硅化镁纳米颗粒。在正常的组织环境下，这种纳米颗粒性能稳定，无毒无害，制备成本低。硅烷可与质子反应产生在肿瘤的弱酸性环境中。这种硅烷分子容易与氧分子发生反应，从而抑制肿瘤生长。这些氧化硅颗粒也可以在一段时间后完全降解，因此没有毒副作用。
施建林特别强调，该方法需要进一步改进，主要是寻找有效的纳米颗粒表面改性方法，给其足够长的循环时间和积极靶向肿瘤的能力，实现无毒副作用的静脉治疗。
