近年来，肿瘤治疗新策略受到广泛关注，但如何实现高效而精准的肿瘤治疗一直是医学研究的难点。光动力治疗（PDT）可通过激光激发，利用光敏剂产生活性氧（ROS）杀死肿瘤细胞，但氧气依赖性限制了其在乏氧肿瘤微环境下的应用。随着热电催化效应的不断发展，其应用范围逐渐扩展到生物医学领域。利用热电材料产生电子和空穴，进而通过氧化还原反应生成ROS诱导肿瘤细胞凋亡的方法称为热电动力治疗（PEDT）。根据材料的特性，热电材料可以受到温度变化而被激活，电子和空穴与肿瘤微环境中的氧和水反应形成超氧自由基（·O2–）和羟基自由基（·OH），摆脱了对氧气依赖性，因此有助于提升疗效，更便捷地开展肿瘤原位治疗。天津大学医学院刘哲教授团队发展了一种基于钛酸钡的新型热电纳米复合材料（BTO@PDA-ICG-HA），它集合了光动力和热电效应，可实现光动力-热电协同治疗。钛酸钡（BTO）表面经聚多巴胺修饰，赋予其光热效应，光敏剂吲哚菁绿（ICG）的负载与靶向透明质酸（HA）的壳层包被赋予其光动力效应及肿瘤特异性。研究发现，在808 nm激光照射下，该材料能够将光能转化为热能，而后电化学阻抗谱和热电电流检测具有显著的热电效应，该材料在激光照射下产生了大量的1O2和·O2–等活性氧。体外细胞与活体小鼠治疗研究证明，这种材料能够特异性靶向乳腺癌MCF-7细胞，在激光照射下显著抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡。经过15天的光动力-热电协同治疗，肿瘤组织明显缩小和消失。组织切片和血相分析表明，该治疗策略对正常器官具有良好的组织相容性，未呈现累积毒副作用。因此，该研究基于钛酸钡的热电特性，成功开发了一种纳米复合材料，并将其应用于肿瘤靶向光动力-热电协同治疗，在肿瘤乏氧微环境下持续产生活性氧诱导肿瘤细胞凋亡，为精准、高效而温和的肿瘤治疗提供了新的方案。该成果以Trojan Horses in Tumor: Engineered Pyroelectric and Photodynamic Nanocomposites for NIR-induced Cell Apoptosis and Tumor Growth Inhibition为题，以封面故事（Cover Story）最新在线发表于Science China Chemistry上（doi: 10.1007/s11426-024-2033-1）。扫描二维码或点击左下角“阅读原文”可查阅全文。
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刘哲，天津大学“北洋英才”长聘教授，现任天津大学医学院医学科学与工程学院副院长、智能医学材料系主任、医学工程与转化医学研究院教授、博士生导师。2007年博士毕业于中国科学院化学研究所，先后在美国斯坦福大学医学院、德国亚琛工业大学亥姆霍兹生物医学工程研究所从事博士后研究，主要从事基于智能生物材料的疾病可视化诊疗新策略、基于微纳机器人的手术影像导航等。【扩展阅读】
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