光/声驱动的聚合物纳米材料——邱璞
报告人简介:
博士毕业于东华大学材料科学与工程学院,现任上海电机学院航空学院讲师,近年来发表SCI论文10余篇。主要研究方向:光/声驱动的聚合物纳米材料的制备、表征及应用。
报告内容:
一、聚合物纳米材料用于癌症治疗
癌症严重威胁人类健康,传统治疗效果副作用大,亟须开发新型治疗技术。光动力治疗(PDT)是一种结合光敏剂、特定波长光源和氧分子,选择性杀伤病变细胞的疗法。其核心原理是利用光敏剂在靶组织富集后,通过特定光激发产生活性氧,破坏异常细胞或血管,同时减少对正常组织的损伤。相比于光动力治疗,声动力治疗具有穿透深度深的优势,得到广泛发展。其前提是开发具有优异性能的光敏剂和声敏剂。目前已经开发的新材料主要包括有机材料、无机材料和有机-无机杂化纳米材料。
其中,卟啉类有机小分子具有化学组成稳定,分子易修饰,生物相容性,光稳定性的优势,但其合成卟啉基纳米诊疗试剂后会产生聚集诱导淬灭(ACQ)效应,导致ROS产生效率低。因此本报告采取将有机小分子通过修饰合成纳米材料,在内外源联合刺激下具有动态响应性能的策略,实现响应特定的内外源刺激,使得纳米颗粒在肿瘤部位的解离从而释放小分子。
范例:多模式激活的仿生纳米反应器及其光/化疗/免疫治疗性能研究
本研究开发了携带氧气的仿生纳米反应器,其具有光氧化驱动和针对异种移植肿瘤的抗原依赖性/非抗原免疫再激活性能。其中癌细胞的伪装能够实现精准定位同型肿瘤细胞。与过氧化氢和谷胱甘肽孵育的材料相比,该纳米反应器能够持续释放氧气以促进细胞内活性氧产生并氧化二硒键,使得纳米结构解离,可控地释放硒酸和培美曲塞。富氧的肿瘤微环境敏化培美曲塞,并阻断程序性细胞死亡配体1以逆转T细胞免疫抑制作用。活性氧和培美曲塞促进促凋亡蛋白的表达并抑制叶酸相关酶,导致显著的细胞凋亡和免疫原性细胞死亡,还能促进树突状细胞成熟,改善细胞因子的分泌,增强抗原依赖性T细胞的免疫疗效。此外,通过调控硒酸的释放,可以阻断肿瘤细胞的检查点受体人类白细胞抗原E的表达,以重振具有非抗原特性的自然杀伤细胞的免疫功能。(Biomaterials,2025, 314, 122884)
二、聚合物纳米材料用于伤口愈合
伤口愈合,尤其是慢性难愈性伤口的治疗,面临感染控制难、愈合过程调控复杂、传统敷料功能有限等重大挑战。纳米技术为开发新型伤口管理工具提供了强大平台,通过巧妙融合有机与无机组分的优势,致力于构建多功能、智能化、生物相容性好、性能可调的先进伤口敷料和治疗系统。其核心目标是更有效地预防/控制感染、精准调控炎症、促进组织再生、加速愈合进程并改善愈合质量,从而解决临床痛点,提高患者生活质量。
范例:负载V型有机半导体原位静电纺丝多功能纳米纤维膜用于糖尿病伤口敷料
本研究将具有V型结构的半导体光敏剂小分子VPS与聚己内酯共混,通过手持静电纺丝机制备纳米纤维膜,将含VPS的纳米纤维膜原位沉积于粗糙创面,与纱布相比,其可实现完全覆盖并具有更优的亲和力,从而快速止血并吸收渗出液。该纳米纤维膜具有透气、防水特性,并凭借其疏水性和表面负电荷而具备排斥细菌的能力。在光照下,纳米纤维中的VPS表现出较低的聚集导致淬灭(ACQ)效应,能保持高荧光强度和可重复的光动力灭菌效果,同时还能促进细胞粘附和增殖,并在血液生化学和血液学检测中表现出高度安全性,显著降低血清和伤口组织中肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白介素6(IL-6)的表达水平,从而加速伤口愈合进程。(Adv. Fiber Mater.,2024,6, 1413)
三、聚合物纳米材料与航空航天