摘要
近年来，癌症已成为全球主要的公共卫生挑战。其发病率和死亡率持续攀升，给人类健康和社会发展带来了巨大的负担。虽然目前已出现了各种癌症治疗方法，如放疗和化疗等，但常伴随着严重的副作用和局限性。因此，急需开发一种更精准、有效、低副作用的治疗策略。纳米酶作为一种具有催化活性的纳米材料，可在肿瘤微环境中发生酶促反应，通过调节肿瘤细胞内的活性氧水平，实现对肿瘤细胞的特异性杀伤。然而，考虑到肿瘤微环境的异质性、复杂性和变异性，单模态治疗已不再是最佳选择。为了获得更佳治疗效果，肿瘤动力学疗法常被引入到治疗方案中。电动力疗法作为一种新兴的实体肿瘤消除方法，可在不依赖肿瘤微环境的情况下，进一步提高细胞内活性氧水平。本文首次实现在不锈钢针灸针（Acupuncture Needle，ANE）上构建三维多孔金纳米颗粒（Gold nanoparticles，AuNPs）负载球状铂纳米颗粒（Platinum nanoparticles，PtNPs）的特殊结构，重点探索了金属纳米酶在可调控性、稳定性、协同催化效应方面的独特优势。在此基础上，在研究中创造性地将纳米酶技术与电动力疗法相结合，最终形成的联合疗法能够在细胞内产生高水平的活性氧，从而实现肿瘤细胞的凋亡，这种双重策略的应用为精准打击肿瘤细胞提供了一种有效手段，两者协同治疗，达到显著提高抗肿瘤疗效的效果。 具体而言，在本工作中，通过分步电沉积法，在预处理后的ANE表面形成了具有三维多孔AuNPs负载球状PtNPs的结构，经对电沉积过程中各环节参数的优化，得到纳米酶功能化的 ANE/Au/Pt 双金属电极，并采用多种表征方式对电极表面的形貌和特性进行了详细评估。接着，以3,3′,5,5′-四甲基联苯胺为氧化底物，对ANE/Au/Pt的类酶活性进行了详细研究，实验结果表明，ANE/Au/Pt 具有较强的类过氧化物酶活性，酶反应动力学实验证明了其催化活性超过天然的辣根过氧化物酶。在人体温度范围以及肿瘤微酸性环境下，其类酶活性仍然保持着较高水准。此外，通过不同试剂为活性氧捕获剂，验证了纳米酶能够产生O2.-、1O2、·OH和h+类型等多种类型的活性氧。接着，以亚甲基蓝为底物，探究了电场和纳米酶共同作用对ANE/Au/Pt 的催化活性的影响。实验证明，在联合治疗下，ANE/Au/Pt 表现出高水平的活性氧生成水平。进一步探讨了电压、电极间距以及其他因素对ANE/Au/Pt催化活性的影响，为精准控制联合疗法下活性氧生成水平奠定基础。通过活性氧捕获实验，验证了电动力疗法下法拉第笼效应的实现机制。最重要的是，与单模态的治疗模式相比，联合疗法下 ANE/Au/Pt电极的重现性、重复性、可持续性均得到了显著提升。此外，还对ANE/Au/Pt的细胞水平进行了全面评估，结果表明其具有较好的生物相容性。在纳米酶单独作用时，肿瘤细胞的存活率为仅41.7%，在联合疗法下，细胞的存活率仅为21.6%，显示出显著的抗肿瘤效果。更关键的是，ANE/Au/Pt 对肿瘤细胞具有特异性，能够减小对正常细胞的伤害。总的来说，这项研究不仅开发了一种具有高效类酶活性的双金属结构，还通过联合疗法提升了其在肿瘤治疗中的应用潜力，为未来肿瘤治疗提供了新的视角和实验依据。
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