新的突破性療法用光安全地殺死癌細胞

癌癥治療已經取得了長足的進步，但當今的許多療法仍然需要高昂的成本：不僅是經濟上的，還有身體和情感上的費用?；熀头暖熑匀皇侵匾墓ぞ?，但它們經常與癌細胞一起損害健康細胞，使患者疲憊不堪，容易受到長期副作用的影響。

在世界各地，研究人員都在尋找治療既有效又溫和，能夠精確地靶向腫瘤，同時保護身體的其他部位。

現(xiàn)在，美國研究人員推出了一種有前途的新基于光的治療這可能會改變癌癥的治療方式。他們的發(fā)現(xiàn)將近紅外 LED 光與納米氧化錫薄片（稱為SnOx 納米薄片，殺死癌細胞同時讓健康的人不受傷害。

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這標志著在光熱療法，一種利用光加熱和破壞腫瘤的技術。

在這種情況下，該過程依賴于廉價、易于使用的 LED 系統(tǒng)，而不是專門的激光器。這種方法減少了對周圍組織的損傷，有朝一日可以提供一種更安全、侵入性更小的替代方案化療或放療.

創(chuàng)新的核心是一個簡單的概念：利用光產生局部熱量，瞄準并殺死癌細胞。該團隊設計了 SnOx 納米薄片，以有效吸收近紅外光，這種波長可以安全地穿透生物組織。

當被照亮時，這些納米薄片就像微小的加熱器一樣，產生足夠的熱量來破壞癌細胞膜和蛋白質，最終導致細胞死亡。健康組織基本上不受影響，因為它們對熱不太敏感，而且納米片可以專門針對惡性細胞。

這有針對性的加熱過程，稱為光熱療法，依賴于物理機制而不是化學機制。這意味著它可以避免化療中常見的許多全身副作用。

傳統(tǒng)的光熱系統(tǒng)使用激光，因為它們可以精確地聚焦組織深處的光。然而，同樣的強度也會損害健康細胞，需要昂貴的設備，并限制在高度專業(yè)化的設施中使用。

在這項研究中，研究人員用發(fā)光二極管 （LED） 取代了激光，發(fā)光二極管 （LED） 發(fā)出更溫和、更寬的光譜。LED 產生更均勻的加熱，并且燃燒或傷害健康組織的可能性要小得多。它們還價格低廉且便于攜帶，非常適合臨床甚至家庭使用。

在實驗室研究，LED 燈與 SnOx 納米片相結合，在 30 分鐘內破壞了高達 92% 的皮膚癌細胞和 50% 的結直腸癌細胞。健康的人體皮膚細胞不受影響。

這種選擇性水平使得該技術對于黑色素瘤和基底細胞癌等癌癥特別有希望，這些癌癥可以通過光照直接治療。這種精度在光熱技術中很少見，因為光熱技術通常有傷害周圍組織的風險。

基礎科學同樣重要。氧化錫是一種穩(wěn)定、生物相容性的材料，已用于電子產品。

通過將二硫化錫 （SnS?） 轉化為含氧氧化錫納米片，研究人員創(chuàng)造了更有效地吸收近紅外光的結構。

這種轉變提高了光熱性能，并允許使用水基、無毒的合成方法制造納米薄片。該工藝避免了有害溶劑和昂貴的制造步驟，使其具有可擴展性、可持續(xù)性并適合醫(yī)療應用。

該團隊設想了緊湊型 LED 設備，可以在手術切除腫瘤后直接應用于皮膚，以破壞任何剩余的惡性細胞并降低復發(fā)風險。

例如，在切除黑色素瘤或基底細胞癌后，貼片狀 LED 設備可以提供聚焦光以激活手術部位的納米薄片。這種便攜式、家庭治療可以使術后癌癥護理更安全、更方便和依賴性較低在醫(yī)院就診時。

這項創(chuàng)新還為聯(lián)合療法打開了大門。光熱治療可以使癌細胞更容易受到其他形式的治療，例如免疫療法或靶向藥物.

光產生的熱量會削弱腫瘤細胞，使其膜更具滲透性，并引發(fā)免疫反應，幫助身體識別和消滅癌癥。將基于 LED 的光熱療法與其他方法相結合可以使治療計劃更加精確、有效且毒性更小。

盡管仍處于早期階段，但研究人員正在完善技術并探索新的應用。他們正在研究不同的波長和暴露時間如何影響結果，并研究其他類似于氧化錫的材料是否可以到達更深的組織，例如受乳腺癌或結直腸癌影響的組織。

另一個發(fā)展領域是植入式納米片系統(tǒng)：微型生物相容性設備，可以在體內提供持續(xù)的光熱控制。

可訪問性的潛力是這項工作最令人興奮的方面之一。由于基于 LED 的設備制造成本低且作簡單，因此它們可用于獲得癌癥護理的機會有限的資源匱乏地區(qū)。

這可以使民主化通過將其擴展到主要醫(yī)院之外來推進治療。對于早期發(fā)現(xiàn)的淺表癌癥，LED 療法甚至可以納入門診或整容手術中，從而縮短恢復時間并提高生活質量。

安全是另一個主要優(yōu)勢。

化療會損害全身快速分裂的健康細胞，放療會損害正常組織并導致疲勞或疤痕。相比之下，光熱療法將其效果限制在照明部位。它不會產生全身毒性，不會累積器官損傷，并且不適感最小。

這個高精度莖來自納米片的光學靶向和生物選擇性，由于癌細胞的新陳代謝改變和對熱應激的敏感性更高，因此納米片優(yōu)先加熱癌細胞。

下一步是將這些實驗室發(fā)現(xiàn)轉化為臨床前，并最終轉化為人體試驗。雖然還有很多工作要做，但 LED 驅動的光熱療法可能代表我們治療癌癥方式的轉變，使治療更加精確、負擔得起和人道。

光是自然界最簡單的能量之一，可以成為一種強大的醫(yī)療工具選擇性破壞腫瘤在不傷害健康組織的情況下。隨著 SnOx 納米片等創(chuàng)新，無創(chuàng)、局部、患者友好的癌癥治療愿景正在穩(wěn)步接近現(xiàn)實。

賈斯汀·斯特賓，生物醫(yī)學科學教授，安格利亞魯斯金大學

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