光熱治療（Photo-thermal therapy,PTT）是指通過光熱治療劑（Photo-thermal therapy agent,PTA）有效地將近紅外（Near infrared,NIR）光子能量轉(zhuǎn)換為大量的熱量,適當?shù)母邷乜善茐哪[瘤組織中的癌細胞膜和蛋白質(zhì),從而誘導(dǎo)癌細胞不可逆的損傷,以達到對病灶區(qū)腫瘤細胞有效的熱消融及光學微創(chuàng)治療。光熱治療作為一種基于光學納米粒子微創(chuàng)治療癌癥的方法得到了研究者們的極大關(guān)注,與傳統(tǒng)的手術(shù)、化學和放射療法相比,光熱治療具有較短治療時間和較小副作用等優(yōu)點。光熱治療過程中,治療效果取決于光熱治療劑在近紅外光照射下產(chǎn)生的熱量,過高的熱量或熱量不足都將影響其治療效果。因此,光熱治療過程中實現(xiàn)實時溫度探測是至關(guān)重要的,對病灶區(qū)域的溫度探測不但可以有效地正面干預(yù)光熱治療過程中熱量不足或溫度過高引起的治療效果降低,而且實時的溫度反饋可以提高光熱治療的安全性及高效性。因為傳統(tǒng)的溫度計（如:水銀溫度計、熱電偶溫度計和熱像儀等）受到生物組織病灶區(qū)域內(nèi)部環(huán)境的限制,無法準確無創(chuàng)地測量其內(nèi)部溫度,所以實現(xiàn)非接觸式且具有較高精確度的溫度探測是必不可少的。稀土發(fā)光材料作... 

【文章來源】：西北大學陜西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

不同熱處理造成不同結(jié)果的示意圖

第一章緒論5非常有前途的熒光納米探針，從體外和體內(nèi)的熒光成像到細胞內(nèi)的溫度傳感，其在現(xiàn)代生物傳感中具有廣泛的應(yīng)用。圖1.2Nd3+輻射躍遷過程和非輻射躍遷過程的示意圖。1.2.2.4有機光熱治療劑由于上述無機光熱劑不可降解導(dǎo)致其可能長時間滯留在體內(nèi)，使其無法在實際臨床治療中進一步應(yīng)用。因此有機光熱治療劑逐漸走進了研究者們的視野，有機光熱治療劑主要包含近紅外染料和高分子聚合。由于其生物可降解、較強的近紅外吸收特性及表面修飾性，部分有機光熱治療劑已在納米醫(yī)學中成功運用[83-86]。盡管對有機光熱治療劑的研究仍處于起步階段，但這些工作激發(fā)了研究者們對具有改進性能的新型有機光熱治療劑的研究。小分子有機光熱治療劑的常見例子包括卟啉，酞菁、吲哚菁綠(ICG)和IR780等[87-90]。與無機光熱劑相比，有機光熱劑通常更容易從生物體中代謝出來，這對于在生物體內(nèi)潛在的長期毒性和臨床應(yīng)用潛力方面具有較大的優(yōu)勢[91]。例如，ICG已被美國食品和藥物管理局(USFoodandDrugAdministration,FDA)批準為NIR成像劑，同時它同樣具備良好的光熱轉(zhuǎn)換效率。為了克服ICG的某些缺點(低代謝率以及體內(nèi)循環(huán)不佳)，一種非常有趣的方法是由BahmaniB等人[92]提出的，他們通過全水合成路線將ICG封裝在涂有抗體的120nm結(jié)構(gòu)中，成功地通過在808nm激發(fā)下用于細胞靶向和癌細胞的光熱治療。然而許多有機光熱劑因為其生物相容性低、光穩(wěn)定性差和脫靶效應(yīng)等缺點的限制很難在生物體內(nèi)得到應(yīng)用[93-96]。在最近開發(fā)的光熱劑中，IR780是一種吸收NIR光的親脂性近紅外有機染料并表現(xiàn)出優(yōu)異的光熱

西北大學博士學位論文6效應(yīng)，與臨床上使用的ICG相比，IR780具有更高的穩(wěn)定性[97]。IR780不需要任何額外的腫瘤細胞化學結(jié)合方式就可以在生物體內(nèi)較大范圍內(nèi)積累以達到靶向治療腫瘤的作用。2016年K.Wang等人[98]成功開發(fā)了基于口服Tf-IR780的新型光熱治療系統(tǒng)，吸收譜表明IR780具有800nm的窄帶吸收特性，樣品在激光照射(808nm，1W/cm2)5分鐘后溫度快速升高到56°C，表明其具有高效的光熱治療效果，如圖1.3所示。然而像前文中所提及的，實現(xiàn)病灶區(qū)域的熱量控制及反饋對于光熱治療來說是至關(guān)重要的，對光熱治療劑產(chǎn)生的熱量進行有效的監(jiān)測對于生物體應(yīng)用層面來說具有更為實際的意義。圖1.3(a)IR780和IR780@NLCs的吸收光譜；(b)808nm激光的激發(fā)下樣品隨時間的溫度變化曲線。[98]1.2.3光熱治療的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢光熱治療在癌癥治療中的應(yīng)用及效果是在19世紀首次觀察到的，研究者們那時觀察到向癌癥患者施用活細菌可能導(dǎo)致部分腫瘤消退的現(xiàn)象，僅當細菌在患者中引起感染從而導(dǎo)致發(fā)燒時才觀察到這種積極作用[99,100]。幾乎與這項開創(chuàng)性工作的同時，人們使用循環(huán)熱水治療法成功地治療了宮頸癌。但是當時的加熱方法和溫度測量技術(shù)還不夠先進，因此降低了這種處理方法的成功率和可重復(fù)性。結(jié)果導(dǎo)致光熱療法的臨床應(yīng)用并未完成。在90年代，當不同的研究機構(gòu)開始致力于新型光熱療法的發(fā)展時，研究者們重新對光熱治療產(chǎn)生了極大的興趣。在最近的幾十年中，一些科學研究報告的發(fā)表證明了通過使用光熱治療在癌癥治療結(jié)果方面具有顯著的改善。在過去的幾年中，研究者們不僅在控制和局部加熱的新技術(shù)的開發(fā)上付出了巨大的努力，而且在基于溫度誘導(dǎo)的細胞殺傷和修飾的基礎(chǔ)上對機理的解釋上也做出了巨大的貢獻[101]。盡管已發(fā)表了大量有關(guān)這些結(jié)果的研究報告，?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]可控合成空心多孔氧化硅納米管/CuS體系應(yīng)用于化療-光熱靶向治療（英文）[J]. 黃珊珊,馬平安,韋祎,程子泳,劉蓓,鄧曉然,謝忠曦,邢本剛,林君.  Science China Materials. 2020(05)
[2]808 nm laser triggered self-monitored photo-thermal therapeutic nano-system Y2O3: Nd3+/Yb3+/Er3+@SiO2@Cu2S[J]. ZHIYU ZHANG,HAO SUO,XIAOQI ZHAO,CHONGFENG GUO.  Photonics Research. 2020(01)
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本文編號：3313031