项目简介：

中国科学院所属单位纳米材料可控制备与应用研究室创新研制的金壳夹心二氧化硅热疗无创癌症治疗装备将传统近红外激光器与纳米金壳耦合。纳米金壳内层为纳米夹心二氧化硅，其表面包覆的金壳为第二层，纳米金壳以其物理化学性质——等离子体共振性质为基础，将近红外激光光能转化为热能，利用温热效应杀死肿瘤细胞，发展一种实用化的高性能生物医用材料与器械。EPR效应与红外激光定位的双重靶向作用使这种纳米金壳做为温热治疗肿瘤具有用量少、升温快、创伤小、治疗时间短等优势，可以有效提高肿瘤控制率，延长患者的生存期，是新一代生物医用战略性新兴医疗器械。

金壳夹心二氧化硅热疗无创癌症治疗装备自2005年开始研发，先后得到国家科委863专题项目（2006AA03Z322  温热治疗、载药控释、靶向多功能纳米金壳复合治疗癌症的材料与技术），863重点项目（干细胞靶向纳米夹心二氧化硅颗粒控释药物制剂的研发”），863重点项目（2007AA021804“多功能金属壳热化疗纳米载药系统靶向治疗恶性肿瘤”）子课题，国家基金委面上基金（No.20873171，金壳/聚苯乙烯球复合结构的构建及其光热转化性能调变与治疗肿瘤原理研究），国家青年基金（No. 30800258，中空金壳——一种新型多功能靶向药物治疗癌症的原理研究）五个项目的支持，目前已完成临床前动物实验研究，同时申请与该装备相关发明专利9项，授权专利1项，有1项发明专利申请了《专利合作条约》（PCT）国际专利，初步形成了较为系统的自主知识产权，作为产业导入期的项目条件已成熟。

技术指标:

1. 稳定的、可调控的、单分散性良好的纳米金壳，其粒径为150 nm, 单分散性小于15%。

2. 纳米金壳等离子体共振峰位于近红外处（750 nm~850 nm），具有稳定，高效的光热转化效率。

3. 体内生物安全性良好。

4. 体内动物实验肿瘤抑制率高于75%，生存期延长超过100%。

技术优势:

   美国Nanospectra纳米光谱公司以Halas研究组研发的金壳包覆二氧化硅球复合结构为开发主打产品，该材料吸收近红外光转化产生热量治疗头颈癌，于2008年通过美国FDA认证的IDE医疗器械临床研究豁免管理条例，同年，该公司开始头颈癌临床试验，2010年进入头颈癌实验二期，前后投入近上亿美元。然而，该材料的研究仅限于对肿瘤的光热治疗，因其二氧化硅为实心结构，不能装载药物进行化疗，对一些热不敏感的肿瘤局限较大，同时目前报道的金壳包覆二氧化硅制备工艺过程较为复杂，我们的制备技术与现有技术相比工艺流程简单，且内壳为独特夹心二氧化硅，可按需装载药物，将光热治疗与化疗相结合，实现癌症规范化、个性化和综合治疗，为肿瘤治疗开辟新的领域。

向切除的肝癌肿瘤组织（H22）中注射pGSNs的PBS分散液（200μL，1mg/mL），然后用近红外激光照射，并用红外成像仪监测温度的变化情况。照射过程中，肿瘤组织中心区域的温度大约由24℃升高至50℃（图2），这是由具有近红外吸收性质的pGSNs的电子-声子、声子-声子过程引起的。由此证明，pGSNs有望成为肿瘤治疗中理想的光热转换器。

在体外，以HepG2细胞为模型，研究热化疗结合的治疗效果。pGSNs对烯紫杉醇的载药量高达52%。给药后，对空白金壳（pGSNs）和金壳装载多烯紫杉醇（pGSNs-DOC）作用的细胞进行近红外激光照射，MTT法检测24小时细胞存活率发现DTXL浓度为10nM时，pGSNs-DTXL-NIR对HepG2细胞的抑制率达到82.1%，而游离DOC和pGSNs-NIR对HepG2细胞的抑制率仅分别为51.8%和40.5%。

我们还开展了体内动物试验的研究。通过小鼠H22肝癌模型证明，治疗组的肿瘤质量明显低于对照组，平均抑制率达到85.4%，DTXL组的抑制率仅为57.4%（图3）。同时，对两种给药方式的系统毒性的评价发现，DTXL具有明显的肝毒性和系统毒性，而热化疗结合治疗没有明显的毒副作用。

预期效果：

投资3000万元以上，推出一种新型物理治疗设备或物化结合治疗手段。