微小的纳米锭增强了使用超声波对抗癌症的能力

当与对系统敏感的分子结合使用时，超声可用于治疗癌症。这些声敏剂会产生有毒的活性氧，攻击并杀死肿瘤细胞。在《应用物理评论》中，中国东吴大学的科学家报告了一种新型的基于钒掺杂的二氧化钛V-TiO2的声敏剂，这种超声敏化剂可以增加超声对肿瘤的伤害量。在小鼠中的研究表明，与对照组相比，肿瘤的生长受到了明显的抑制。

过去曾使用有机分子作为敏化剂，但这些分子不稳定且会导致光毒性，暴露于光下会产生皮疹或极度晒伤。还使用了基于TiO 2 纳米材料的无机敏化剂，但它们不能很好地起作用，并且可以长期保留在体内。

TiO 2不能很好地用作敏化剂，因为它的电子结构具有宽带隙。即使当超声波将电子从TiO 2纳米粒子剥离时，电子也会迅速与纳米粒子复合，从而阻止了可能攻击肿瘤细胞的活性氧物种的产生。

研究人员意识到，通过用金属钒掺杂TiO 2纳米颗粒形成纳米级纺锤，可以避免这种影响。

“与纯TiO 2纳米粒子相比，V-TiO 2纳米锭的带隙减小，从而提高了超声触发的活性氧的产生效率。”

肿瘤周围的微环境是癌症转移和侵袭其他组织的关键，对于化学疗法和其他疗法的工作方式至关重要。肿瘤微环境具有酸性pH值，但也包含大量的过氧化氢和一种称为谷胱甘肽的物质。

研究人员意识到，V-TiO 2纺锤体的作用就像微小的酶一样，可以催化微环境中的化学过程。在存在超声波的情况下，纺锤体可以对肿瘤进行两管齐下的攻击：一种涉及声波，另一种涉及降解过氧化氢并消耗谷胱甘肽的化学疗法。两种作用都可以杀死肿瘤细胞而不损害健康组织。

研究人员使用对照对乳腺癌肿瘤细胞和感染了这些癌细胞的小鼠进行了仔细的研究。除了直接测量有关肿瘤生长的方法外，他们还使用荧光探针使过程中的活性氧和谷胱甘肽可视化。

程说：“值得注意的是，V-TiO 2纳米纺锤体会迅速从体内排出。” “这有助于防止任何可能的长期毒性作用。”

科学家们还能够在小鼠的脾脏和肝脏以及后来的粪便和尿液中观察到V-TiO 2纳米纺锤。没有观察到明显的器官炎症或损伤迹象，表明这些敏化剂既安全又有效。

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