摘要：黑磷（BP）作为一种新兴的二维纳米材料，在癌症治疗领域展示了巨大的潜力。BP具有独特的光响应性、高表面积体积比和良好的生物相容性，使其成为药物递送、光热疗法（PDT）和光动力疗法（PTT）的理想候选材料。
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准时接收每日精彩内容推送。黑磷（BP）作为一种新兴的二维纳米材料，在癌症治疗领域展示了巨大的潜力。BP具有独特的光响应性、高表面积体积比和良好的生物相容性，使其成为药物递送、光热疗法（PDT）和光动力疗法（PTT）的理想候选材料。
尽管BP在癌症治疗中的应用前景广阔，但仍存在一些亟待解决的问题，如BP在生理环境中的快速氧化、合成方法的优化和大规模生产等。
因此，现在亟待解决的问题主要在于以下几点：
（1）提高黑磷纳米材料的稳定性：黑磷在生理环境中容易被氧化，这影响了其在癌症治疗中的长期稳定性和治疗效果。因此，需要开发新的表面改性技术或复合材料来增强黑磷的稳定性。
（2）优化黑磷纳米材料的合成方法：现有的黑磷纳米材料合成方法往往存在效率低、成本高和批量生产困难等问题。迫切需要开发更高效、低成本且易于大规模生产的合成方法，以减少批间差异并提高材料质量。
（3）深入评估黑磷纳米材料的生物安全性：尽管黑磷纳米材料已显示出良好的生物相容性，但仍需进行更全面的长期毒性研究和安全性评估，以确保其在临床应用中的安全性和有效性。
现今，由来自意大利国家研究理事会聚合物、复合材料和生物材料研究所（IPCB-CNR）的Maria Grazia Raucci在《Chemical Society Reviews》发表了一篇名为“Black phosphorus-based nanoplatforms for cancer therapy: chemistry, design, biological and therapeutic behaviors”的综述，诣在全面总结BP纳米材料在癌症治疗中的最新进展，包括其制备方法、稳定性、生物学行为以及在不同类型癌症中的应用。
通过对这些研究的系统回顾，本综述为未来BP在癌症治疗中的应用提供了重要的参考和指导，有助于推动BP从实验室研究向临床应用的转化。
1.黑磷纳米材料在癌症治疗中的应用概述
黑磷纳米材料在癌症治疗中展现出显著的应用潜力。
其独特的物理化学性质，如高载药量、光热转换效率和良好的生物相容性，使其成为癌症诊断与治疗的理想材料。黑磷纳米材料能够通过光热疗法、化疗或联合治疗方式有效抑制癌细胞生长，同时对正常组织损伤较小。
此外，其在乳腺癌、脑癌、皮肤癌等多种癌症类型中均显示出优异的治疗效果，显示出其在癌症治疗领域的广阔应用前景。
图1 黑磷纳米片与量子点在癌症治疗中的应用
2.黑磷纳米材料的合成与特性
黑磷纳米材料的合成方法多样，包括机械剥离、液相剥离、电化学剥离等，这些方法能够制备出不同尺寸和厚度的黑磷纳米片与量子点。
黑磷纳米材料具有独特的层状结构和高比表面积，使其在药物传递、光热治疗等方面具有显著优势。此外，黑磷纳米材料表现出良好的光电性能，能够在近红外光照射下产生热量和活性氧物种，用于癌症的光热疗法和光动力疗法。
这些特性使得黑磷纳米材料在癌症治疗中具有广泛的应用前景。
图2 将块状黑磷转化为纳米片不同途径
3.黑磷纳米材料的稳定性与表面改性
黑磷纳米材料在生物医学应用中的稳定性是其面临的主要挑战之一。
快速氧化导致其光响应性和功能性的降低。为了提高黑磷纳米材料的稳定性，研究人员采用了多种表面改性策略，如聚合物封装、PEG修饰和金属离子掺杂等。这些改性方法不仅提高了黑磷纳米材料在生理环境中的稳定性，还赋予了它们额外的功能，如延长血液循环时间和增强肿瘤靶向性。
这些策略显著改善了黑磷纳米材料在癌症治疗中的应用效果和生物安全性。
图3 黑磷纳米材料在癌症治疗中的表面功能化
4.黑磷纳米材料在常见癌症治疗中的应用
黑磷纳米材料在常见癌症治疗中显示出广泛的应用前景。
在乳腺癌治疗中，黑磷纳米材料通过光热疗法和化疗联合治疗，有效抑制肿瘤生长并减少副作用。在脑癌治疗方面，黑磷纳米材料能够穿过血脑屏障，通过光热疗法和光动力疗法显著抑制脑肿瘤的生长。此外，黑磷纳米材料在皮肤癌、骨癌、前列腺癌、肝癌等多种癌症类型中也表现出优异的治疗效果。
这些应用展示了黑磷纳米材料在癌症治疗中的多样性和有效性，为未来癌症治疗提供了新的策略和希望。
图4 黑磷纳米材料的选择性抗癌活性
5. 黑磷纳米材料的生物安全性与临床转化前景
黑磷纳米材料在癌症治疗中的应用前景广阔，但其在生物安全性与临床转化方面仍面临挑战。首要问题是体内稳定性，快速降解可能影响治疗效果并产生大量磷酸盐，对肾脏等器官造成负担。其次，尽管体外和动物模型研究显示良好的生物相容性，但长期安全性需进一步验证。此外，大规模生产中的生产方法和质量控制需优化。
为推动临床转化，需进行长期毒性、药代动力学和生物分布等深入研究。表面改性技术可提高稳定性和生物相容性，使其更适合临床应用。结合多模式成像和联合疗法，黑磷纳米材料在癌症治疗中的作用将更大。
总之，黑磷纳米材料在癌症治疗中有巨大潜力，但需解决关键问题以实现临床转化。通过不断研究和优化，有望成为未来癌症治疗的重要工具。
图5 黑磷纳米材料的临床转化
综上所述，本论文全面汇总了黑磷纳米材料在癌症治疗中的应用进展，重点讨论了其化学特性、合成方法、稳定性、生物安全性以及在不同类型癌症治疗中的潜力。
黑磷纳米材料因其独特的光热转换性能、高比表面积和生物相容性，在癌症治疗中显示出巨大潜力。论文详细介绍了黑磷纳米材料在乳腺癌、脑癌、皮肤癌、骨癌等多种癌症治疗中的应用策略，包括单一疗法、联合疗法以及药物递送系统。此外，论文还探讨了黑磷纳米材料的生物安全性问题，包括其在体内的降解、毒性以及长期安全性。
尽管黑磷纳米材料在癌症治疗中的应用前景广阔，但要实现临床转化，仍需解决稳定性、长期安全性以及大规模生产中的质量控制等问题。未来的研究应集中在优化合成方法、提高稳定性和生物相容性，以及进行更深入的临床前研究，以推动黑磷纳米材料从实验室到临床的转化。
来源：EngineeringForLife一点号