NIR光活性化相乗的光熱発生動態がん療法のためのココナッツ殻由来の活性炭

癌治療における化学力学療法（CDT）のために新しい非金属ベースのペルオキシダーゼ模倣ナノ酵素を利用することは、活発で挑戦的な分野です。ここでは、ココナッツシェルから製造された活性炭ナノ粒子（ANSとして示される）が満足のいくペルオキシダーゼ模倣ナノ酵素活性を持っていることがわかりました。この肯定的な結果に基づいて、臨床的に使用される核磁気イメージングコントラスト剤であるガドジアミドを孔の中にロードし、ポリビニルピロリドン（PVP）をカプセル化してGD@pansを得ました。PAN（PVPを使用して修飾されたANS）は、癌細胞内の内因性過酸化水素（H2O2）の大規模な分解を効率的に触媒し、癌のCDT治療のために毒性酸化ヒドロキシルラジカル（˙OH）を産生しましたが、正常細胞に向かって毒性を示しました。さらに、808 nmレーザー照射の下では、パンの光熱変換効率が45.20％に達し、効果的な光熱療法（PTT）治療機能が確保されます。同時に、PTT治療中、加熱効果はPANSのペルオキシダーゼ模倣活性を大幅に促進し、理想的なPTT-CDT相乗的治療結果を達成します。GD@PANSは、治療と診断を統合するために、腫瘍のT1磁気共鳴イメージング（MRI）にも使用できます。

Exploiting new non-metal-based peroxidase-mimic nanoenzymes for chemodynamic therapy (CDT) in cancer treatment is an active and challenging field. Here, we found that activated carbon nanoparticles (denoted as ANs) fabricated from coconut shell have satisfactory peroxidase-mimic nanoenzyme activity. Based on this positive result, gadodiamide, a clinically used nuclear magnetic imaging contrast agent, was loaded inside the AN pores and encapsulated by polyvinylpyrrolidone (PVP) to obtain Gd@PANs. PANs (ANs modified using PVP) efficiently catalyze the massive decomposition of endogenous hydrogen peroxide (H2O2) inside cancer cells to produce toxic oxidized hydroxyl radicals (˙OH) for the CDT treatment of cancer, but they showed no toxicity toward normal cells. Additionally, under 808 nm laser irradiation, the photothermal conversion efficiency of the PANs reaches 45.20%, ensuring their effective photothermal therapy (PTT) treatment functionality. Simultaneously, during PTT treatment, the heating effect significantly enhances the peroxidase-mimic activity of the PANs to achieve an ideal PTT-CDT synergistic therapeutic outcome. Gd@PANs can also be used for the T1-magnetic resonance imaging (MRI) of tumors to integrate treatment and diagnosis.