常规的肿瘤化疗采用高细胞毒性的化疗药物,在杀死癌细胞的同时,正常细胞“自损八百”。
基于纳米催化剂的连锁催化反应用于肿瘤治疗的示意图
如果能用无毒/低毒的纳米颗粒,选择性地催化/触发肿瘤组织内部的特定化学反应,在局部产生数量可观的特定反应产物,就可能在不对正常组织产生显著副作用的情况下,实现肿瘤特异性的治疗和成像,以达到防治癌症目的。
此前,研究团队采用改进的自蔓延燃烧方法,成功制备出单分散的、直径约一百纳米左右的硅化镁(Mg2Si)纳米颗粒,实现了响应肿瘤的特异性微环境,大量消耗肿瘤内的氧分子,同时阻塞其中的血管系统,阻止外部氧分子和养分的供给,达到肿瘤特异性的局部饥饿治疗的效果。
这种纳米粒子在正常组织的中性环境下稳定,无毒无害;而在肿瘤的弱酸性环境下,可以与质子反应生成硅烷(SiH4)。这种硅烷分子极易与氧分子反应,从而大量而快速消耗氧组分;在此同时,产生的SiO2中间产物,原位堵塞血管,防止外部的氧分子和养分通过肿瘤血管系统的供给,从而抑制肿瘤生长,达到肿瘤治疗效果。最后,这些氧化硅颗粒还可以在一定时间后彻底降解,因此不存在毒副作用。该论文发表在《自然·纳米技术》上(Nature Nanotechnology, 2017, 12, 378)。