顶刊动态 | Nature子刊/AM/Biomaterials等生物材料学术进展汇总（5.26-6.3）

CZM 8年前 (2016-06-06) 4261浏览

1、ACS Nano：纳米火箭

图1 火箭和纳米火箭的对比

图2 纳米火箭表面加载各种功能粒子

纳米火箭是指能够在溶液中自动前进的纳米装置（不需要外加动力）。纳米火箭一般是空心的圆台，圆台内部装有催化剂。纳米火箭可以从半径较小的一端吸收环境中的燃料（如过氧化氢），燃料在催化剂的作用下生成气体，气体再以气泡的形式从半径较大的一端排出以获得前进的动力，每排出一个气泡火箭就会前进一步，火箭的前进速度由气泡的排出频率决定。

纳米火箭的外表面可以加载各种不同的功能粒子来实现不同的功能，在生物医学和环境保护方面有重要应用。

最近美国加州大学圣地亚哥分校的Jinxing Li等人回顾了纳米火箭的前进原理、设计原则、制造方法、控制方法、在生物医学和环境保护方面的应用。

文献链接：Rocket Science at the Nanoscale（ACS Nano，2016，DOI: 10.1021/acsnano.6b02518）

2、ACS Nano：配合物提高抗癌药的利用效率

图3 配合物包裹纳米粒子的制备方法

一般抗癌药的水溶性很差，很容易发生团聚，因此要用载体来运输药物，但是这些载体能加载的药物量很少，并且载体本身会产生一定的副作用。

最近中国科学院过程工程研究所的Guizhi Shen等人用溶剂交换法制备了PTX（一种抗癌药）纳米粒子（在溶液中），然后再加入鞣酸和3价铁离子，得到了鞣酸和3价铁离子配合物包裹的纳米粒子。与常用的类似纳米粒子相比，这种纳米粒子在溶液中的稳定性更高，抗癌药占的比例更大，能更容易在肿瘤中富集，因此降低了副作用和提高了抗癌药的利用效率。

文献链接：Interfacial Cohesion and Assembly of Bioadhesive Molecules for Design of Long-Term Stable Hydrophobic Nanodrugs toward Effective Anticancer Therapy（ACS Nano，2016，DOI: 10.1021/acsnano.5b07276）

3、NPG Asia Materials：多钨酸钆纳米团簇在生物成像和治疗癌症方面的应用

图4 GdW10@BSA的制备方法

多金属氧化盐具有独特的分子结构、良好的水溶性并且能与多种金属结合，是实现纳米诊断和治疗的潜在纳米平台。

最近中科院高能物理所和国家纳米科学中心的科学家合成了多钨酸钆纳米团簇，并在纳米团簇的表面包覆牛血清白蛋白（BSA）制得GdW10@BSA。GdW10@BSA的尺寸非常小，对人体的毒性很小，利用GdW10@BSA能进行MR（核磁共振）/CT双模式成像和放射/光热治疗。多金属氧酸盐纳米粒子在癌症诊断和治疗方面很有应用前景。

文献链接：Gadolinium polytungstate nanoclusters: a new theranostic with ultrasmall size and versatile properties for dual-modal MR/CT imaging and photothermal therapy/radiotherapy of cancer（NPG Asia Materials，2016，DOI:10.1038/am.2016.63）

4、Advanced Materials：层次定向策略增强药物在肿瘤内的富集和细胞的吸收效率

图5 实现层次定向策略的方法（A）改变尺寸（B）改变表面电荷（C）激活配体

药物定向运输治疗是提高治疗效率和减少副作用的常用方法，这要求药物能在肿瘤内富集并且能被细胞吸收。但是有三个个问题需要解决：（1）一般尺寸较大的颗粒容易在肿瘤内富集，但是尺寸小的颗粒更容易被细胞吸收；（2）表面带正电荷的颗粒更容易被细胞吸收，但是这些颗粒在体内容易被消耗；（3）表面有特定配体的颗粒容易被肿瘤细胞吸收，但是也容易被其它细胞吸收。

层次定向策略能比较好的解决上面的问题，层次定向策略包括两步，第一步是使颗粒富集在肿瘤的内部，第二步是改变颗粒的性质（尺寸、表面带电状态、配体的激活与否）使其被肿瘤细胞吸收。

最近深圳大学的Sheng Wang等人在一篇review里回顾了关于层次定向策略的进展以及其面临的挑战，并且为未来的发展指明了方向。

文献链接：Hierarchical Targeting Strategy for Enhanced Tumor Tissue Accumulation/Retention and Cellular Internalization（Advanced Materials，2016，DOI: 10.1002/adma.201601498）

5、Biomaterials：由银纳米产生的活性氧团簇对肿瘤的作用

恶性胶质瘤是最具有侵略性的颅内肿瘤，因为其对辐射有很强的抵抗力，所以对其治疗非常困难。目前一系列的辐射致敏剂已经被用来改善恶性胶质瘤的治疗效果，但是其中的原理还不是很清楚。

最近东南大学的Hao Wu等人研究了银纳米颗粒（AgNPs）作用于肿瘤细胞的机理，他们发现AgNPs可以提高体内的活性氧团簇（ROS）的浓度，而ROS对细胞自我吞噬作用和AgNPs的放射增敏效应至关重要。该成果对AgNPs的临床应用研究非常有帮助，并且为治疗恶性胶质瘤提供了新的途径。

文献链接：Reactive oxygen species acts as executor in radiation enhancement and autophagy inducing by AgNPs（Biomaterials，2016，DOI:10.1016/j.biomaterials.2016.05.031）

6、Nano Letters：半导体-金属杂化材料的光催化生成活性氧团簇—通往光诱导调节生化过程之路

图6 HNPs催化生成ROS的机理