近红外光响应性放热血红蛋白水凝胶用于光热癌症治疗

摘要： 光热疗法（PTT）因肿瘤细胞对热敏感而成为治疗肿瘤的有效手段。金和碳纳米颗粒被用作高效PTT材料。然而，开发无毒且可生物降解的PTT剂仍具挑战性。本研究开发了一种血红蛋白（Hb）水凝胶，在体内外均展现出优异的PTT效果。与传统具有毒性且无法在体内完全分解的PTT剂不同，该Hb水凝胶仅由两种成分制成：(i) 源自人体的天然物质血红蛋白，以及(ii) 获FDA批准的聚合物PEG。通过改变Hb浓度可调控水凝胶的凝胶化时间。由于人体内血红蛋白浓度较高（150 mg/ml），该Hb水凝胶能在体内无毒性地分解并排出。在808 nm近红外激光照射下，Hb水凝胶表现出卓越的PTT效应，对A549肺癌细胞在体内外均具有显著抗癌效果。经Hb水凝胶处理的动物模型血液学及生化检测结果与对照组相似。重要的是，主要器官（心、肝、脾、肾和肺）的H&E染色未观察到毒性。接受Hb水凝胶联合808 nm近红外激光照射的A549细胞异种移植小鼠肿瘤体积（23.1 mm3）显著小于对照组（746.5 mm3）。这是首个基于血红蛋白的生物相容性光热水凝胶报道，研究结果表明Hb水凝胶是有望商业化的PTT系统，具有卓越抗癌效果。