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近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員喻學(xué)鋒與深圳大學(xué)教授張晗、香港城市大學(xué)教授朱劍豪等合作，成功制備出基于黑磷的生物可降解光熱轉(zhuǎn)換材料，用于實(shí)現(xiàn)高效安全的腫瘤光熱治療。

納米光熱治療技術(shù)具有適用范圍廣、非侵入、選擇性強(qiáng)、過(guò)程簡(jiǎn)便、正常組織損傷小等優(yōu)點(diǎn)，在腫瘤治療、藥物控釋、光控植入材料等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值。然而，目前常用的無(wú)機(jī)納米光熱轉(zhuǎn)換材料在體內(nèi)往往無(wú)法降解，而是以納米粒子形態(tài)在器官中長(zhǎng)期存留，或者材料的降解產(chǎn)物中包含有毒的物質(zhì)，這些都會(huì)引發(fā)機(jī)體潛在的毒性反應(yīng)，這導(dǎo)致它們很難獲得國(guó)際醫(yī)療審核機(jī)構(gòu)(如FDA)的批準(zhǔn)，步入實(shí)際臨床應(yīng)用。研發(fā)性能優(yōu)越并且生物可降解的納米材料，是將納米技術(shù)推向?qū)嶋H臨床應(yīng)用的關(guān)鍵和難點(diǎn)。

黑磷是近年來(lái)廣受關(guān)注的一種具有二維層狀結(jié)構(gòu)的直接帶隙半導(dǎo)體材料，展現(xiàn)出出色的電學(xué)和光學(xué)特性。喻學(xué)鋒團(tuán)隊(duì)在之前的研究中發(fā)現(xiàn)，尺寸僅為幾個(gè)納米的黑磷量子點(diǎn)具有很高的近紅外光熱轉(zhuǎn)換能力(Angew.Chem.Int.Ed.2015，54，11526)。并且，黑磷在生理環(huán)境下會(huì)氧化進(jìn)而降解成磷酸根離子和亞磷酸根離子等安全的小分子產(chǎn)物(Angew.Chem.Int.Ed.2016，55，5003)。然而，近期研究發(fā)現(xiàn)，裸露的黑磷在生理環(huán)境下降解過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致其光學(xué)性能在體內(nèi)循環(huán)的過(guò)程中下降，從而影響其光熱治療的效果。

針對(duì)這一問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)采用了乳化溶劑揮發(fā)法，制備了一種高分子聚合物(PLGA)包裹黑磷量子點(diǎn)(BPQDs)的核殼結(jié)構(gòu)納米球(BPQDs/PLGA).PLGA作為一種可降解的疏水性生物醫(yī)用高分子，所形成的聚合物殼層能將內(nèi)部的黑磷量子點(diǎn)與生理環(huán)境隔絕開，保證了黑磷量子點(diǎn)在治療過(guò)程中的性能穩(wěn)定。光熱治療結(jié)束后，黑磷量子點(diǎn)又會(huì)隨著PLGA殼層的逐步降解得到緩慢釋放和降解，進(jìn)而安全地代謝出體外。細(xì)胞及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)都表明，BPQDs/PLGA具有很好的生物安全性和腫瘤被動(dòng)靶向性，并展現(xiàn)出很高的光熱治療效率，實(shí)施五分鐘的近紅外光照，即可有效地殺滅腫瘤。這種新型生物可降解光熱轉(zhuǎn)換材料的成功研發(fā)，無(wú)疑可推動(dòng)光熱治療技術(shù)的實(shí)際臨床應(yīng)用，并為今后納米材料的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供指導(dǎo)和借鑒。研究團(tuán)隊(duì)已申請(qǐng)了相關(guān)發(fā)明專利，正積極推動(dòng)申報(bào)相關(guān)臨床應(yīng)用許可，爭(zhēng)取早日將其用于臨床。