二硫化鎢納米材料在癌症治療中的應用

二硫化鎢納米材料（WS₂NM）在癌症治療中具有重要的應用。最近有許多關於這個主題的研究。研究人員合成了植入釕納米粒子的殼聚糖功能化WS₂納米複合材料（CS/WS₂/Ru），這種材料具有生物相容性和無毒，是藥物輸送系統的良好候選者。另一方面，由於WS₂的小尺寸和大表面積可以改善殼聚糖的生物特性，從生物傳感到製藥都有廣泛的醫療應用。

由於對真菌、細菌和病毒具有毒性，Ru是開發抗病原體藥物的良好選擇。在體外對不同濃度的CS/WS2/Ru納米顆粒在Vero細胞上的細胞毒性進行了研究。結果顯示其毒性最小，可忽略不計。用不同濃度的納米複合材料對枯草桿菌、金黃色葡萄球菌Gram (+) 和K.pneumoniae、大腸桿菌Gram (-) 細菌組進行了抗菌活性研究。

（圖片來源：Houston Methodist）

結果表明，由殼聚糖功能化的WS₂納米片產生的氧化應激在抗菌活性中發揮了重要作用。據觀察，Ru進入細胞質並與蛋白質和DNA相互作用，導致細胞死亡。選擇MCF7乳腺癌細胞系來研究不同濃度的CS/ WS₂/Ru與對照組的抗癌活性。

在100μg/ml的CS/WS₂/Ru納米複合材料中顯示出更高的細胞抑制作用。W⁴⁺和Ru³⁺正電荷在破壞細胞膜和線粒體功能紊亂中起作用，ROS的產生和氧化應激作為癌細胞的細胞毒作用的途徑，證明了複合材料的抗癌活性。

在另一項研究中，研究人員使用CS/WS₂/Pd來研究抗菌和抗癌活性。受制于納米顆粒的細菌組和癌細胞系與他們之前的研究相同。CS/ WS₂/Pd納米結構對革蘭氏（+）和革蘭氏（-）細菌群體進行了抗菌測試，並評估了100μg/ml濃度的抑菌區。觀察到對大腸桿菌的最大抑制作用。對Vero細胞進行了不同濃度的體外細胞毒性評估，結果顯示其毒性可以忽略不計。

另外，在100μg/ml的CS/ WS₂和CS/ WS₂/Pd納米材料中，對MCF7癌細胞的抑制率分別為70.15%和73.24%。結果表明，W⁴⁺和Pd⁺正電荷有效地附著在帶負電荷的細胞膜上，對其起到破壞作用。

還有研究對二硫化鎢納米材料對肺癌細胞的抗癌活性進行了研究。WS₂納米顆粒在潛伏期第一天沒有顯示出對癌細胞的毒性跡象，但將這一時間延長到兩天，會導致細胞活力的濃度依賴性下降，在近2微克/毫升的WS₂中具有最大的細胞毒性效果，這是由於較長的時間會進入腫瘤細胞或積累在其表面。

（圖片來源：Fei, W.等/ J Nanobiotechnol）

總而言之，WS₂納米材料和相關的納米複合材料具有生物相容性，可以成為用於生物感測器、生物成像、牙科和骨科植入物、可控藥物輸送、組織工程、癌症治療、光熱和放射治療的重要方法。

鎢納米材料由於其化學物理結構、光學和電學的獨特性能，是在未來克服醫學和製藥領域的許多問題的解決方案。瞭解WS₂納米材料的基本原理及其與生物分子和細胞或器官的相互作用，以及生物分子對WS₂ NM的功能化，可以幫助研究人員和醫學家開發新的納米結構和納米複合材料，並在未來適用于納米醫學。

文章來源：Niknam S., Ahmad Dehdast S., Pourdakan O., Shabani M.和Kazem Koohi M. 二硫化鎢納米材料（WS₂NM）在生物感測器和納米醫學中的應用 — 綜述Nanomed Res J, 2022; 7(3): 214-226. DOI: 10.22034/nmrj.2022.03.001

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