俄科学家用纳米金刚石加热治疗黑色素瘤

作者：玛丽亚·涅久克

2024-09-29

<article><section data-type=“rtext”>【环球时报综合报道】俄罗斯科学家提出一种简单快速的金等离子激元纳米金刚石（晶格被破坏材料，其中一个碳原子被氮原子取代）合成法。这种混合纳米材料有可能用于加热治疗黑色素瘤。新材料能同时执行两个任务——加热癌肿瘤并测量其温度。动物实验表明，将纳米金刚石送入肿瘤并加热后，肿瘤生长减慢65.22%。 为了诊断和对抗黑色素瘤，俄医务工作者结合不同类型治疗方法，包括用加热疗法，即对肿瘤进行局部加热。将特殊纳米材料——金纳米颗粒送入肿瘤区域，它能将光能转化为热能，将恶性肿瘤温度从40°C提高到50°C。最终，蛋白质结构被破坏，肿瘤细胞被杀死。同时，研究报告第一作者、俄罗斯圣彼得堡国立信息技术机械与光学大学（ITMO）物理学院初级研究员格拉西莫娃称，实验过程中实时控制加热程度很重要，“温度会影响细胞分裂过程、基因表达、新陈代谢和细胞死亡类型。此外，健康细胞和组织被过分加热，可能会导致不必要的副作用”。<img data-alt=“光探测磁共振测量装置” src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/da0eeb22280dce412a23b20807bb38ddu5.jpg?imageView2/2/w/750" />专家用多种技术控制加热，如荧光量子点、拉曼光谱或扫描探针光谱，但每种方法都存在缺点。拉曼光谱和荧光技术由于对背景信号和环境高度敏感而难以与细胞适配，扫描探针光谱则是会损伤活细胞。据ITMO大学介绍，具有氮取代空位的纳米金刚石可以作为控制加热的替代材料。因为其具有生物相容性、高灵敏度、光学稳定性、不会光漂白并且不需要额外校准的特点，这种纳米金刚石通常用于测温。基于此，ITMO大学的科学家发明了一种多功能纳米材料，可同时解决两个问题：像等离子激元纳米颗粒一样局部加热肿瘤和组织，同时像荧光纳米金刚石一样测量温度。格拉西莫娃称：“我们在多项小鼠黑色素瘤B16-F10细胞和组织的体外实验中，测试了等离子激元纳米金刚石的性能。”该研究用带不同涂层的两种纳米金刚石，第一种是材料表面被黄金包裹，第二种是材料表面覆有分散金纳米粒子及二氧化硅间层。后者可保护纳米金刚石免受外部电荷影响，并有助于更准确地测量温度。 ITMO大学科学家发明的这项技术使用简便，只需一台激光器即可进行加热和测温。这一新方法还能根据需要尺寸生成金纳米颗粒，改变其加热能力。格拉西莫娃称：“我们在四组患有黑色素瘤的小鼠身上测试了混合纳米材料。第一组不进行治疗，第二组接受激光照射，第三组注射等离子激元纳米金刚石，第四组接受纳米材料和激光加热。与未治疗组相比，最后一种组合治疗效果明显，肿瘤生长速度下降65.22%。”此外，结果显示，激光功率越高，肿瘤细胞存活率就越低。用涂满黄金的纳米金刚石，存活细胞比例为62.2%，用带二氧化硅间层的金纳米金刚石，存活细胞比例为51.32%。未来，等离子激元纳米金刚石可用于黑色素瘤局部治疗。为此，科学家们计划对更多动物进行光热过程研究实验，了解哪些指标影响疗效，并检验等离子激元纳米金刚石与其他癌症疗法相结合的效果。根据世界卫生组织国际癌症研究机构的数据，2022年全球黑色素瘤皮肤癌新发病例33万例，死亡6万人。 俄罗斯模范卫生工作者、SM-Clinic肿瘤中心主任谢里亚科夫博士认为，ITMO大学的科学家提出的方法很有意思。从历史上看，肿瘤疾病加热疗法可追溯到几个世纪前的希波克拉底时代用热熨斗治疗乳腺癌和皮肤癌等浅表恶性肿瘤。但他同时提到，对待黑色素瘤，除原发病灶外，还要消灭尚未发生转移但在血液中循环的癌细胞，“ITMO大学的方法目前还存在很多问题，需要进一步研究和临床试验”。Medscan医疗集团临床研究部主任、哈达萨肿瘤研究所黑色素瘤、皮肤肿瘤和肉瘤研究组长乌佳舍夫则发表评论称：“肿瘤局部复发且无法手术的情况很少见，对不可手术的局部常见黑色素瘤及局部常见皮肤肿瘤和软组织肿瘤（如某种形式的肉瘤、鳞状细胞皮肤癌和基底细胞皮肤癌），使用这种方法治疗可能是有效的。” 本文刊载自《环球时报》“透视俄罗斯”专刊，内容由《俄罗斯报》提供。</section></article>