用光杀死癌细胞

茯苓

一直以来，人类都“闻癌色变”。据国际癌症研究机构统计，2012年全世界新增癌症病例1410万例，癌症死亡820万例。传统的治疗方法包括放射性治疗、化学治疗、手术切除等，都会给患者带来副作用和痛苦。科学家一直在探索一种更有效的新方法来帮助人类对抗这个恶魔。光动力治疗的出现为科学家打开了一个突破口，也给人类带来了希望。

光动力治疗癌症

光动力治疗，是用光敏药物和光照射治疗肿瘤疾病的一种新方法。首先是通过注射一种叫做光敏剂的药物，该药物在各组织中的半衰期不同，经过一定时间后可造成肿瘤组织中的光敏剂浓度高于周围正常组织。然后用特定波长的可见光去照射肿瘤组织表面，或者将光纤插入肿瘤内部进行照射，光敏剂吸收可见光，催化周边的氧发生一系列化学反应，生成单线态氧等具有细胞毒作用的物质，能够破坏癌瘤中的微血管，从而杀死肿瘤细胞，达到局部治癌的目的。

光动力治疗具有微创性、疗效高和毒副作用低等優势，能够减轻患者在治疗过程中的痛苦，有望成为现代治疗癌症的重要手段。

然而，目前的光动力治疗仍存在许多不足，比如穿透能力差、靶向性不高等。光敏剂需要吸收可见光，而可见光在人体组织的穿透能力较差，治疗不能深入组织内部，多局限于表皮或浅组织区域的肿瘤部位。此外，为了接近内部病灶，通常使用内窥镜将光纤引入体内，提供短期但强烈的光照射。然而，在治疗过程中，由于器官的自发运动（例如蠕动和自发收缩），光纤与靶器官之间的距离不断变化，这种不确定性会导致光照射过于稀疏或者过于密集。如果过于稀疏，治疗效果不足；如果过于密集，则会造成器官功能障碍。

纳米技术显神威

为了提高光动力治疗的可靠性和安全性，出现了节拍式光动力治疗（mPDT），即提供长时间的弱光照射，这样由于光照射过于密集导致的损伤可以忽略不计。然而，这种方法需要有一种能长期可靠地提供光源的装置，而且能够准确地附着在靶器官上，这对科学家来说是个不小的挑战，毕竟对于有些脆弱的器官来说，用手术缝合的方式把发光装置缝合在靶器官上是不靠谱的。

最近，科学家借助于纳米材料发明了一种全植入式无线驱动的纳米芯片装置，有望解决这一难题。这个装置类似于三明治的形状，中间是无线驱动的发光二极管芯片（LED），两边分别是经过聚多巴胺（PDA）进行表面修饰的聚二甲基硅氧烷（PDMS）纳米片和未经修饰的聚二甲基硅氧烷（PDMS）。聚多巴胺是受贻贝黏附蛋白启发的生物粘附材料，具有生物粘着性，能够很好地附着在体内组织表面。

科学家们在小鼠皮下植入该装置，对皮肤内移植的肿瘤进行节拍式光动力治疗。结果显示，这种装置能够深入组织内部提供持续的光源，且保持长时间附着在组织表面，治疗效果良好，对于治疗脑部和胰腺等脆弱器官中的癌症尤其有用。科学家表示，这一新技术将为治疗无法检测到的微小肿瘤或光线无法到达的深部病变提供一条新的途径。