近几十年来，用于药物递送和癌症治疗的介孔颗粒引起了广泛关注。其中碳基材料，例如富勒烯C 60、碳纳米管、氧化石墨烯等等既可以用作药物递送系统，也可以用作癌症光热疗法的药剂。然而，这些碳基材料可能对细胞和动物产生毒性。因此，人们迫切需要开发出使用简单、安全和绿色的碳材料以用于临床治疗，同时，使用激光结合微波辐射等其他刺激来加速减小体内肿瘤的策略也十分必要。

鉴于此，同济大学储茂泉课题组近日开发了一种简单高效的制备荧光空心介孔碳球（HMCSs）的方法，应用于载药和癌症治疗。

 图 | 980 nm激光和微波共同辐射诱导的用于癌症治疗的HMCS和载药HMCS制备示意图

本文要点

1）研究人员以以BSA为前驱体，通过高温碳化技术，结合喷雾干燥制备了具有荧光碳点的空心介孔结构（HMCS）的荧光碳球。此方法简单、安全、绿色且高效，并且不需要有机溶剂、强酸、强碱或强氧化剂，因此适合批量生产和生物医学应用。与传统碳基材料相比，该荧光空心介孔碳球具有较低的细胞毒性，并且在血清中稳定。HMCS局部注射后可长期保留在注射部位，而且很容易通过手术完全从组织中清除。此外，小鼠健康基本上不受局部注射HMCS的影响。

2）该荧光空心介孔碳球是药物的良好载体，研究人员将十种不同的药物负载到HMCS中，最大载药率可达到42.79±2.7％。

图 | 在有或没有微波辐射的辅助下，980 nm激光诱导的HMCS在水溶液或小鼠肿瘤中的光热转化。

3）更重要的是，该荧光空心介孔碳球可将980 nm的激光迅速转换为热能，此光热效应能够严重破坏癌细胞和小鼠肿瘤。研究人员将微波辐射和980 nm激光结合起来共同照射， HMCSs和载药HMCSs的细胞杀伤和肿瘤生长抑制效果显着提高。值得注意的是，HMCS不是微波响应材料，在单独的微波辐射下HMCS不会破坏癌细胞，但是当微波辐射用于辅助HMCS的光热治疗时，两种方法协同发挥作用，小鼠肿瘤的生长就能得到抑制，肿瘤缩小到检测不到的程度。该效果比没有微波辅助的单纯光热治疗有效得多。

图 | 在有和没有微波辐射的辅助下，980 nm激光辐射对HMCS和载药（DDP）HMCS的体内肿瘤抑制作用。

综上，该研究工作设计的荧光空心介孔碳球及其相关的抑制肿瘤生长的方法在临床癌症治疗中具有巨大的潜力。

参考文献：

Xin Gui et al. Fluorescent hollow mesoporous carbon spheres for drug loading and tumor treatment through 980-nm laser and microwave co-irradiation. Biomaterials 2020.

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120009