用光殺死癌細胞

茯苓

一直以來，人類都“聞癌色變”。據國際癌癥研究機構統計，2012年全世界新增癌癥病例1410萬例，癌癥死亡820萬例。傳統的治療方法包括放射性治療、化學治療、手術切除等，都會給患者帶來副作用和痛苦?？茖W家一直在探索一種更有效的新方法來幫助人類對抗這個惡魔。光動力治療的出現為科學家打開了一個突破口，也給人類帶來了希望。

光動力治療癌癥

光動力治療，是用光敏藥物和光照射治療腫瘤疾病的一種新方法。首先是通過注射一種叫做光敏劑的藥物，該藥物在各組織中的半衰期不同，經過一定時間后可造成腫瘤組織中的光敏劑濃度高于周圍正常組織。然后用特定波長的可見光去照射腫瘤組織表面，或者將光纖插入腫瘤內部進行照射，光敏劑吸收可見光，催化周邊的氧發生一系列化學反應，生成單線態氧等具有細胞毒作用的物質，能夠破壞癌瘤中的微血管，從而殺死腫瘤細胞，達到局部治癌的目的。

光動力治療具有微創性、療效高和毒副作用低等優勢，能夠減輕患者在治療過程中的痛苦，有望成為現代治療癌癥的重要手段。

然而，目前的光動力治療仍存在許多不足，比如穿透能力差、靶向性不高等。光敏劑需要吸收可見光，而可見光在人體組織的穿透能力較差，治療不能深入組織內部，多局限于表皮或淺組織區域的腫瘤部位。此外，為了接近內部病灶，通常使用內窺鏡將光纖引入體內，提供短期但強烈的光照射。然而，在治療過程中，由于器官的自發運動（例如蠕動和自發收縮），光纖與靶器官之間的距離不斷變化，這種不確定性會導致光照射過于稀疏或者過于密集。如果過于稀疏，治療效果不足；如果過于密集，則會造成器官功能障礙。

納米技術顯神威

為了提高光動力治療的可靠性和安全性，出現了節拍式光動力治療（mPDT），即提供長時間的弱光照射，這樣由于光照射過于密集導致的損傷可以忽略不計。然而，這種方法需要有一種能長期可靠地提供光源的裝置，而且能夠準確地附著在靶器官上，這對科學家來說是個不小的挑戰，畢竟對于有些脆弱的器官來說，用手術縫合的方式把發光裝置縫合在靶器官上是不靠譜的。

最近，科學家借助于納米材料發明了一種全植入式無線驅動的納米芯片裝置，有望解決這一難題。這個裝置類似于三明治的形狀，中間是無線驅動的發光二極管芯片（LED），兩邊分別是經過聚多巴胺（PDA）進行表面修飾的聚二甲基硅氧烷（PDMS）納米片和未經修飾的聚二甲基硅氧烷（PDMS）。聚多巴胺是受貽貝黏附蛋白啟發的生物粘附材料，具有生物粘著性，能夠很好地附著在體內組織表面。

科學家們在小鼠皮下植入該裝置，對皮膚內移植的腫瘤進行節拍式光動力治療。結果顯示，這種裝置能夠深入組織內部提供持續的光源，且保持長時間附著在組織表面，治療效果良好，對于治療腦部和胰腺等脆弱器官中的癌癥尤其有用?？茖W家表示，這一新技術將為治療無法檢測到的微小腫瘤或光線無法到達的深部病變提供一條新的途徑。