生物活性材料是一类特殊的生物材料，可以在体内发生反应，诱发生物反应或调节生物功能，从而取得比传统惰性生物材料更好的疗效。对于癌症诊疗，与有机或高分子纳米材料相比，无机纳米材料具有独特的理化性质，在保持一定生物活性的基础上具有更强的机械稳定性，易于与多种载体（高分子载体、生物载体等）复合，从而达到特定的抗肿瘤功效。进入纳米尺度后，由于纳米尺寸效应、高比表面积和特殊的纳米结构，无机纳米材料表现出独特的生物学效应，显着影响与生物机体的相互作用。因此，具有生物活性的无机纳米材料在癌症诊疗中的研究和应用受到广泛关注。
近日，来自 苏州大学功能纳米与软物质研究院的程亮教授团队主要综述了生物活性无机纳米材料在癌症诊疗中的最新进展。介绍了生物活性无机纳米材料的定义、合成和修饰策略。之后介绍了生物活性无机纳米材料在肿瘤成像和抗肿瘤治疗方面的应用，包括肿瘤微环境（TME）调控、催化治疗、气体治疗、讨论了调节性细胞死亡和免疫疗法。最后还提到了生物活性无机纳米材料的生物安全性和挑战，并对其未来的发展机遇进行了展望（图1）。 相关论文 “Bioactive inorganic nanomaterials for cancer theranostics” 于2023年1月12日在线发表于杂志 《Chemical Society Reviews》 上。
图1 生物活性无机纳米材料用于癌症治疗
首先，作者介绍了 生物活性无机纳米材料的定义、性质和特点，并介绍了生物活性无机纳米材料的合成方法 ，包括传统的自上而下和自下而上的方法、有机-无机复合方法、生物载体-无机复合策略。此外，为了提高生物活性无机纳米材料的生物相容性和生理稳定性， 还简要介绍了表面改性策略 。
之后，作者介绍了激活磁共振成像(MRI)（图2）、光声成像(PAI)（图3）、荧光成像(FLI)（图4）、超声成像(USI)（图5）以及它们在生物活性无机纳米材料介导下的联合成像（图6）。
图2 具有刺激反应的生物活性无机纳米材料用于激活MRI
图3 具有刺激反应的生物活性无机纳米材料用于激活PAI
图4 具有刺激反应的生物活性无机纳米材料用于激活FLI
图5 具有刺激反应的生物活性无机纳米材料用于激活USI
图6 具有刺激反应的生物活性无机纳米材料用于联合成像
然后，作者介绍了生物活性无机纳米材料在癌症治疗中的应用，包括肿瘤微环境（TME）调控（图7）、催化治疗（图8）、气体治疗（图9），讨论了调节性细胞死亡（图10）和免疫疗法（图11）。
图7 生物活性无机纳米材料在肿瘤微环境调节中的应用
图8 催化肿瘤治疗的生物活性无机纳米材料
图9 生物活性无机纳米材料用于硫化氢介导的气体治疗
图10 诱导癌细胞铁下垂的生物活性无机纳米材料
图11 诱导免疫原性细胞死亡的生物活性无机纳米材料
最后，作者提到生物活性无机纳米材料潜在的长期安全性是其临床应用的主要障碍， 生物活性无机纳米材料的详细降解机制、降解产物在生物体中的命运以及代谢途径需要系统地评估，以确保临床安全性。 生物活性无机纳米材料在癌症治疗中的应用研究日益涌现，并逐步走向临床应用。然而，它们的开发和大规模应用还面临一些问题和挑战（图12）：
（1） 需要进一步优化生物活性无机纳米材料的结构和表面改性策略 ；
（2） 开发响应性生物活性无机纳米平台，用于激活多模态成像 ；
（3） 研究生物活性无机纳米材料在体内的生物分布 ；
（4） 阐明生物活性无机纳米材料的体内反应过程 ；
（5） 其生物学机制有待进一步探讨 ；
（6） 临床改造还需进一步努力 。
图12 生物活性无机纳米材料在癌症治疗中的应用现状及展望
文章来源：
https://doi.org/10.1039/D2CS00352J
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