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Biomaterials advances2024Apr01Vol.158issue()

MOF由来のCu5Zn8中空の多孔質カーボンナノキューブのためにMOF由来のCu5Zn8中空の多孔質カーボンナノキューブで飾られた金ナノ粒子誘導腫瘍微小環境媒介相乗化学力学と光熱療法

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

化学力学療法(CDT)と光熱療法(PTT)を組み合わせることで、酸化還元反応と外部レーザー誘導を通じて治療効率を高めるため、癌治療の有望なアプローチとして発展しました。この研究では、炭化プロセスを通じて金属有機フレームワーク(MOF)由来のCU5ZN8/HPCNCを設計し、金ナノ粒子(AU@CU5ZN8/HPCNC)でそれらを装飾しました。得られたナノ粒子は、光熱剤およびフェントン触媒として使用されました。フェントン反応は、局所H2O2との反応によりCu2+の会話をCu+から促進し、強力な細胞毒性効果で活性的なヒドロキシルラジカル(・OH)を生成しました。フェントンのような反応を強化し、複合療法を実現するために、AU@CU5ZN8/HPCNCのレーザー照射は、局所的な熱を生成することにより効率的な光熱療法を誘導しました。808 nmでのAu@Cu5Zn8/HPCNCの吸収が大幅に増加したため、光熱効率は57.45%と判断されました。さらに、Au@Cu5Zn8/HPCNCは、癌の磁気共鳴画像診断(MRI)の造影剤としての可能性を示しました。さらに、PTTとCDTの相乗的な組み合わせは、腫瘍の成長を有意に阻害しました。このPTTとCDTの統合アプローチは、がん治療に大きな期待を抱き、CDTの強化と腫瘍微小環境(TME)の調節を提供し、癌との闘いの新しい道を開きます。

化学力学療法(CDT)と光熱療法(PTT)を組み合わせることで、酸化還元反応と外部レーザー誘導を通じて治療効率を高めるため、癌治療の有望なアプローチとして発展しました。この研究では、炭化プロセスを通じて金属有機フレームワーク(MOF)由来のCU5ZN8/HPCNCを設計し、金ナノ粒子(AU@CU5ZN8/HPCNC)でそれらを装飾しました。得られたナノ粒子は、光熱剤およびフェントン触媒として使用されました。フェントン反応は、局所H2O2との反応によりCu2+の会話をCu+から促進し、強力な細胞毒性効果で活性的なヒドロキシルラジカル(・OH)を生成しました。フェントンのような反応を強化し、複合療法を実現するために、AU@CU5ZN8/HPCNCのレーザー照射は、局所的な熱を生成することにより効率的な光熱療法を誘導しました。808 nmでのAu@Cu5Zn8/HPCNCの吸収が大幅に増加したため、光熱効率は57.45%と判断されました。さらに、Au@Cu5Zn8/HPCNCは、癌の磁気共鳴画像診断(MRI)の造影剤としての可能性を示しました。さらに、PTTとCDTの相乗的な組み合わせは、腫瘍の成長を有意に阻害しました。このPTTとCDTの統合アプローチは、がん治療に大きな期待を抱き、CDTの強化と腫瘍微小環境(TME)の調節を提供し、癌との闘いの新しい道を開きます。

Combining chemodynamic therapy (CDT) with photothermal therapy (PTT) has developed as a promising approach for cancer treatment, as it enhances therapeutic efficiency through redox reactions and external laser induction. In this study, we designed metal organic framework (MOF) -derived Cu5Zn8/HPCNC through a carbonization process and decorated them with gold nanoparticles (Au@Cu5Zn8/HPCNC). The resulting nanoparticles were employed as a photothermal agent and Fenton catalyst. The Fenton reaction facilitated the conversation of Cu2+ to Cu+ through reaction with local H2O2, generating reactive hydroxyl radicals (·OH) with potent cytotoxic effects. To enhance the Fenton-like reaction and achieve combined therapy, laser irradiation of the Au@Cu5Zn8/HPCNC induced efficient photothermal therapy by generating localized heat. With a significantly increased absorption of Au@Cu5Zn8/HPCNC at 808 nm, the photothermal efficiency was determined to be 57.45 %. Additionally, Au@Cu5Zn8/HPCNC demonstrated potential as a contrast agent for magnetic resonance imaging (MRI) of cancers. Furthermore, the synergistic combination of PTT and CDT significantly inhibited tumor growth. This integrated approach of PTT and CDT holds great promise for cancer therapy, offering enhanced CDT and modulation of the tumor microenvironment (TME), and opening new avenues in the fight against cancer.

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