用于持续药物释放及高效激光与微波联合辐照诱导癌症治疗的生物相容性壳聚糖-碳纳米笼杂化材料

摘要： 石墨化碳纳米笼（GCNCs）是一种独特的石墨烯基纳米材料，可用于癌症光热治疗（PTT）。然而，目前尚未见关于低毒性GCNC基有机/无机杂化生物材料用于微波辅助PTT的报道。本研究采用壳聚糖（CS）包覆的GCNCs（CS-GCNCs）负载5-氟尿嘧啶（5Fu），在808纳米激光与微波协同照射下进行癌症治疗。CS包覆后GCNCs的细胞毒性显著降低，例如与非包覆GCNCs相比，CS-GCNCs引起的细胞周期缺陷更少。CS-GCNCs中5Fu的释放速率明显慢于GCNCs，实现了缓释效果，而808纳米激光与微波协同照射可加速释放。CS-GCNCs中的5Fu通过增强caspase-3表达水平保持了高效的癌细胞杀伤生物活性。在808纳米激光与微波协同照射下，载药纳米材料的癌细胞杀伤和肿瘤抑制效率显著提升。这种强效的细胞杀伤与肿瘤消融活性源于激光与微波协同照射增强的GCNC热效应与5Fu化疗的协同作用。本研究为开发载药GCNC基纳米生物材料用于微波辅助的化疗-光热协同治疗开辟了新途径。