光熱治療作為一種新興的治療腫瘤的手段受到研究人員的廣泛關註。納米光熱治療技術具有適用範圍廣🧒🏿、非侵入、選擇性強、過程簡單、正常組織損傷小等優點，在腫瘤治療、藥物釋控、光控植入材料等領域展現出巨大的應用價值。然而👩‍👩‍👦‍👦，目前常用的納米光熱轉換材料在體內往往難以降解，這使得它們很難獲得國際醫療審核機構(如：FDA)的批準👨🏻‍🦳，難以步入臨床應用🕴🏼。開發性能優越並且生物可降解的納米材料，是相關研究人員一直以來的追求。

近來，楊武利教授課題組與藥學院龐誌清副研究員、腫瘤醫院王勝博士合作，從日常生活中驚奇發現，他們從墨魚汁中提取出天然的黑色素納米顆粒，並在前期工作 (Biomaterials, 2016, 92, 13 & 2017, 143, 130) 的基礎上，利用生物仿生技術，製備出紅細胞膜偽裝的黑色素納米粒子(Melanin@RBC)可用於腫瘤的增強光熱治療(如圖1所示)🦶🏼。 

圖1 紅細胞膜偽裝的黑色素納米粒子(Melanin@RBC)用於腫瘤的增強光熱治療

研究發現🤸，從墨魚汁中獲取的天然黑色素納米粒子不僅在近紅外區域展現出強的吸收，且光熱轉換效率(40%)顯著高於人工合成的類黑色素聚多巴胺納米粒子(29%)；紅細胞膜殼層有效保留了黑色素優異的光熱性能，提高了其在體內的長循環能力，從而增強了納米粒子在腫瘤部位的富集(如圖2所示)🚕🐶。作為一種可降解的天然生物高分子🟧，黑色素能夠有效被過氧化氫降解，其DC50濃度(half maximal degradation concentration)僅為0.86 mM，顯著低於人工合成的聚多巴胺納米粒子(4.56 mM) 。細胞和動物實驗都表明，Melanin@RBC具有良好的生物安全性和腫瘤被動靶向性，並表現出良好的光熱治療效果🤟🏻，應用808 nm近紅外光照5分鐘，即可有效殺傷腫瘤(實驗組五只荷瘤鼠中三只完全消除腫瘤)。這種新型生物可降解的天然光熱轉換材料的成功開發，有望推動光熱治療技術的實際應用🐶🤷🏻‍♂️。

圖2 a)純黑色素納米粒子的透射電鏡圖, 標尺為100 nm; b)不同濃度的純黑色素水分散液的溫度變化曲線(808 nm, 2 W/cm2); c)紅細胞膜偽裝的黑色素納米粒子的透射電鏡圖, 插圖為醋酸鈾負染後的透射電鏡圖, 標尺為100 nm; d)紅細胞膜偽裝的黑色素納米粒子在腫瘤部位的超聲及光聲成像; e)紅細胞膜偽裝的黑色素納米粒子和純黑色素納米粒子的藥代動力學曲線🕛，插圖為納米顆粒在尾靜脈註射24 h後的血液保留值; f)紅細胞膜偽裝的黑色素納米粒子和純黑色素納米粒子尾靜脈註射4 h後在不同器官及腫瘤部位的分布; g)紅細胞膜偽裝的黑色素納米粒子和純黑色素納米粒子對A549腫瘤的抑製生長.

除此之外👨‍👨‍👧，楊武利教授團隊還將中國傳統墨水-胡開文墨(Hu-ink)作為光熱轉換材料，用於腫瘤前哨淋巴結轉移的可視化示蹤及光熱治療(如圖3所示)。研究表明🍇，Hu-ink在水溶液中分散性好，且表現出優異的光熱性能，在808 nm 激光照射下，Hu-ink分散液(100 g/mL)溫度可顯著升高55 C🐜。動物實驗表明製備的Hu-ink通過腫瘤原位註射👨🏼‍🔧，實現了轉移淋巴結的黑染和光聲成像指導下的光熱治療🤶🏼，成功地抑製了腫瘤的淋巴轉移。

圖3 中國傳統墨水胡開文墨用於腫瘤前哨淋巴結轉移的光熱治療

這兩個工作近期相繼發表在Biomaterials和ACS Omega上，論文第一作者分別是博士後姜琴、王勝博士☠️。詳見：

Qin Jiang, Zimiao Luo, Yongzhi Men, Peng Yang, Haibao Peng, Ranran Guo, Ye Tian, Zhiqing Pang, Wuli Yang, Red blood cell membrane-camouflaged melanin nanoparticles for enhanced photothermal therapy, Biomaterials, 2017, 143: 29; 

Sheng Wang, Yongbin Cao, Qin Zhang, Haibao Peng, Lei Liang, Qingguo Li, Shun Shen, Aimaier Tuerdi, Ye Xu, Sanjun Cai, Wuli Yang*, New application of old material: Chinese traditional ink for photothermal therapy of metastatic lymph nodes, ACS Omega, 2017, 2(8): 5170.

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2017.07.027

http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsomega.7b00993