纳米金刚石：俄科学家加热治疗黑色素瘤

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用加热法治疗癌症

为了诊断和对抗黑色素瘤，俄医务工作者结合不同类型治疗方法，包括用加热疗法，即对肿瘤进行局部加热。将特殊纳米材料送入肿瘤区域，本例中是金纳米颗粒，它能将光能转化为热能，将恶性肿瘤温度从40°C提高到50°C。最终，蛋白质结构被破坏，肿瘤细胞被杀死。同时，研究报告第一作者、ITMO大学物理学院初级研究员格拉西莫娃（Elena Gerasimova）说，实时控制加热程度很重要。她说：“温度会影响细胞分裂过程、基因表达、新陈代谢和细胞死亡类型。后者会影响肿瘤细胞是否留下分解产物，影响治疗效果。此外，健康细胞和组织被过分加热，可能会导致不必要的副作用。”

专家用多种技术控制加热，如荧光量子点、拉曼光谱或扫描探针光谱，但每种方法都有缺点。拉曼光谱和荧光技术由于对背景信号和环境高度敏感难与细胞适配，扫描探针光谱会损伤活细胞。据ITMO大学介绍，具有氮取代空位的纳米金刚石（晶格被破坏材料，其中一个碳原子被氮原子取代）可成为控制加热的替代材料。这种纳米金刚石通常用于测温，因为其具有生物相容性、高灵敏度、光学稳定性、不会光漂白并且不需要额外校准的特点。

ITMO的科学家发明了一种多功能纳米材料，可同时解决两个问题：像等离子激元纳米颗粒一样局部加热肿瘤和组织，并像荧光纳米金刚石一样测量温度。格拉西莫娃说：“我们在多项黑色素瘤B16/F10细胞和组织的体外实验中，测试了等离子激元纳米金刚石的性能。激光功率越高，肿瘤细胞存活率就越低：用连续涂满黄金的纳米金刚石，存活细胞比例为62.2%；用带二氧化硅间层的金纳米金刚石，存活细胞比例为51.32%。 

纳米金刚石

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该研究用带不同涂层的两种纳米金刚石，第一种是材料表面被连续黄金壳体包裹，第二种是材料表面覆有分散金纳米粒子及一个二氧化硅间层。后者可保护纳米金刚石免受外部电荷影响，并有助于更准确地测量温度。ITMO大学科学家发明的这项技术使用简便，只需一台激光器即可进行加热和测温。这一新方法还能根据需要尺寸生成金纳米颗粒，改变其加热能力。格拉西莫娃说：“我们在四组患有黑色素瘤的小鼠身上测试了混合纳米材料。第一组不进行治疗，第二组接受激光照射，第三组注射等离子激元纳米金刚石，第四组接受纳米材料和激光加热。与未治疗组相比，最后一种组合治疗效果明显，肿瘤生长速度下降65.22%。”

未来，这种等离子激元纳米金刚石可用于黑色素瘤局部治疗。为此，科学家们计划对更多动物进行光热过程研究，了解哪些指标影响疗效，并检验等离子激元纳米金刚石与其他癌症疗法相结合的效果。根据世界卫生组织国际癌症研究机构的数据，2022年全球黑色素瘤（皮肤癌之一）新发病例33万例，死亡6万人。 

肿瘤疾病治疗

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SM-Clinic肿瘤中心主任、医学博士、教授、俄罗斯模范卫生工作者谢里亚科夫（Alexandr Seryakov）认为，ITMO大学的科学家提出的方法很有意思。从历史上看，肿瘤疾病加热疗法可追溯到几个世纪前，始于希波克拉底时代用热熨斗治疗浅表恶性肿瘤，包括乳腺癌和皮肤癌等浅表肿瘤。但他指出，对黑色素瘤，除原发病灶外，还有尚未发生转移但在血液中循环的癌细胞。谢里亚科夫说：“如何用这种方法消灭它们？因此，还有很多问题。这个想法很好，但需要进一步研究和临床试验。”

Medscan医疗集团临床研究部主任、哈达萨肿瘤研究所黑色素瘤、皮肤肿瘤和肉瘤研究组领导人乌佳舍夫（Igor Utyashev）对科学家们的工作发表评论说：“肿瘤局部复发且无法手术的情况很少见，通常每月一到两名患者。对不可手术的局部常见黑色素瘤及局部常见皮肤肿瘤和软组织肿瘤（如某种形式的肉瘤、鳞状细胞皮肤癌和基底细胞皮肤癌），这种方法可能是有效的。”这项研究结果发表在《纳米光子学》杂志上。该研究得到俄罗斯科学基金会第21-72-30018号资助款支持。

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玛丽亚·涅久克（Mariya Nedyuk）