Page 177 - 《应用声学》2023年第1期

第 42 卷 第 1 期 李晗寅等： 纳米载体负载声敏剂的研究进展和挑战 173

在超声的作用下，可以产生活性氧自由基，从而提
0 引言 出了 SDT 的概念。尽管 SDT 具有无创性、靶向性、
对人体正常组织伤害小等诸多优点，SDT的临床运
癌症已经成为当今威胁人类健康的重要因素。
用效果仍不尽人意。为了进一步提高它的治疗效
传统治疗方法，如手术、放疗、化疗等，对正常组织
果，可以结合近年来发展迅速的纳米技术。利用纳
伤害大，毒副作用强。光动力疗法 (Photodynamic
米技术可以提高声敏剂靶向性 [7−8] ，增强其ROS产
therapy, PDT) 利用特定波长的光，激发光敏物质，
率或超声空化效应 [9] ，还可以促进SDT与其他肿瘤
与周围环境中的水或三线态氧反应，产生羟基自
治疗方法相结合 [10−11] ，促进 SDT 在生物医学领域
由基、过氧化氢、超氧阴离子或单线态氧等活性氧
的发展。
(Reactive oxide species, ROS)，ROS 有细胞毒性，
可以破坏病灶。光动力疗法虽然对人体伤害小，但 2 SDT的作用机理
是由于光穿透深度有限的缺点，无法治疗深层肿瘤
组织。基于光动力疗法，声动力疗法 (Sonodynamic 2.1 超声空化学说
therapy, SDT)应运而生，该方法利用超声激发声活 空化是指在超声在短时间内产生压力变化，在
性物质(声敏剂)，产生活性氧或空化效应，对肿瘤组 内部区域发生相变的过程。而在 SDT 中常讨论的
织有很好的治疗效果。目前声敏剂有卟啉类、氧杂 空化效应，是指当超声强度足够大，可以让气泡迅
蒽类等，然而声敏剂易聚集、弱靶向性等特点限制 速破裂的非惯性空化，会产生声致发光现象，在破
其应用，基于纳米技术发展，科学家们尝试利用纳 裂气泡和声敏剂周围引起一系列化学变化。刘渊声
米载体对声敏剂进行负载，提高疗效。因此本文将 等 [12] 将不同种类能量加以区别，发现超声与血卟
从声动力的机理出发，对近年来进行的将纳米负载 啉作用产生的高温、高压等可以产生协同作用，出
技术与 SDT 相结合的研究进行归纳和总结，旨在 现空化效应，进一步提出，被激发的声敏剂与水热解
+
−
探索其中的共性，揭示其在肿瘤治疗中的优势与潜 后产生的 H 或 OH 作用，产生自由基，这些自由
力，同时指出其在临床运用中仍然存在的问题和应 基会造成肿瘤细胞的过氧化脂质损伤，该实验进一
用挑战，希望能为后续的研究提供参考。 步推动了对SDT空化机理的研究。

2.2 ROS学说
1 SDT发展背景
ROS 指一类性质活跃的含氧原子或者原子团，
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根据世界卫生组织报道，癌症已经成为当今导 主要包括单线态氧 O 2 和羟基自由基，其产生有 3
致人死亡的重要原因之一，恶性肿瘤持续位居中国 种途径：(1) 声敏剂在一定强度的超声作用下，与氧
人口死亡原因之首 [1−2] 。传统的肿瘤治疗方法，选 气分子反应，发生能量转移，使氧气分子中的电子从
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择性较差，具有毒副作用，且一般只能用在早期及情 三线态跃迁到单线态，产生单线态氧 O 2 ；(2) 直接
发生电子转移，激活声敏剂产生羟基自由基、超氧
况较好的肿瘤患者，所以研究出更为高效无害的肿
阴离子、过氧化氢等 ROS；(3) 在高温高压下，水会
瘤治疗方法迫在眉睫 [3] 。
直接被热解产生 ROS。ROS 会造成 DNA 碎裂、细
在过去的几十年中，纳米技术飞速发展，其中，
胞骨架收缩、染色质凝结等，造成细胞死亡。不同种
非侵入或者微创治疗由于具有定位精准、副作用
类的声敏剂会产生不同种类的 ROS，比如血卟啉作
小等优点，成为研究者们较为青睐的肿瘤治疗方
为一种有机声敏剂，会将氧气转化为单线态氧，对癌
法 [4−5] 。PDT 虽然相比于传统的治疗方法，大幅度
细胞造成不可逆转的损害；而无机声敏剂 TiO 2 纳
减少在治疗过程中对正常细胞的毒害，但是由于光
米粒子，不仅可以产生单线态氧，也可以分解水产生
的穿透较浅，限制了 PDT 对深层肿瘤的治疗效果，
羟基自由基，从而诱导细胞凋亡 [13−15] 。
另外很多光敏剂都有不同程度的光毒性，使得其在
临床应用中效果不佳。
3 声敏剂
SDT是一种基于低频超声波和声活性物质(声
敏剂) 的相互作用，而达到治疗肿瘤效果的非侵入 基于 SDT 作用机理，可见声敏剂对于是否能
性治疗方法。1989年，Yumita等 [6] 发现一些有机物 提高声动力效果有很大影响。但是大多数有机声