二硫化钨纳米材料在癌症治疗中的应用

二硫化钨纳米材料（WS₂NM）在癌症治疗中具有重要的应用。最近有许多关于这个主题的研究。研究人员合成了植入钌纳米粒子的壳聚糖功能化WS₂纳米复合材料（CS/WS₂/Ru），这种材料具有生物相容性和无毒，是药物输送系统的良好候选者。另一方面，由于WS₂的小尺寸和大表面积可以改善壳聚糖的生物特性，从生物传感到制药都有广泛的医疗应用。

由于对真菌、细菌和病毒具有毒性，Ru是开发抗病原体药物的良好选择。在体外对不同浓度的CS/WS2/Ru纳米颗粒在Vero细胞上的细胞毒性进行了研究。结果显示其毒性最小，可忽略不计。用不同浓度的纳米复合材料对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌Gram (+) 和K.pneumoniae、大肠杆菌Gram (-) 细菌组进行了抗菌活性研究。

（图片来源：Houston Methodist）

结果表明，由壳聚糖功能化的WS₂纳米片产生的氧化应激在抗菌活性中发挥了重要作用。据观察，Ru进入细胞质并与蛋白质和DNA相互作用，导致细胞死亡。选择MCF7乳腺癌细胞系来研究不同浓度的CS/ WS₂/Ru与对照组的抗癌活性。

在100μg/ml的CS/WS₂/Ru纳米复合材料中显示出更高的细胞抑制作用。W⁴⁺和Ru³⁺正电荷在破坏细胞膜和线粒体功能紊乱中起作用，ROS的产生和氧化应激作为癌细胞的细胞毒作用的途径，证明了复合材料的抗癌活性。

在另一项研究中，研究人员使用CS/WS₂/Pd来研究抗菌和抗癌活性。受制于纳米颗粒的细菌组和癌细胞系与他们之前的研究相同。CS/ WS₂/Pd纳米结构对革兰氏（+）和革兰氏（-）细菌群体进行了抗菌测试，并评估了100μg/ml浓度的抑菌区。观察到对大肠杆菌的最大抑制作用。对Vero细胞进行了不同浓度的体外细胞毒性评估，结果显示其毒性可以忽略不计。

另外，在100μg/ml的CS/ WS₂和CS/ WS₂/Pd纳米材料中，对MCF7癌细胞的抑制率分别为70.15%和73.24%。结果表明，W⁴⁺和Pd⁺正电荷有效地附着在带负电荷的细胞膜上，对其起到破坏作用。

还有研究对二硫化钨纳米材料对肺癌细胞的抗癌活性进行了研究。WS₂纳米颗粒在潜伏期第一天没有显示出对癌细胞的毒性迹象，但将这一时间延长到两天，会导致细胞活力的浓度依赖性下降，在近2微克/毫升的WS₂中具有最大的细胞毒性效果，这是由于较长的时间会进入肿瘤细胞或积累在其表面。

（图片来源：Fei, W.等/ J Nanobiotechnol）

总而言之，WS₂纳米材料和相关的纳米复合材料具有生物相容性，可以成为用于生物传感器、生物成像、牙科和骨科植入物、可控药物输送、组织工程、癌症治疗、光热和放射治疗的重要方法。

钨纳米材料由于其化学物理结构、光学和电学的独特性能，是在未来克服医学和制药领域的许多问题的解决方案。了解WS₂纳米材料的基本原理及其与生物分子和细胞或器官的相互作用，以及生物分子对WS₂ NM的功能化，可以帮助研究人员和医学家开发新的纳米结构和纳米复合材料，并在未来适用于纳米医学。

文章来源：Niknam S., Ahmad Dehdast S., Pourdakan O., Shabani M.和Kazem Koohi M. 二硫化钨纳米材料（WS₂NM）在生物传感器和纳米医学中的应用 — 综述Nanomed Res J, 2022; 7(3): 214-226. DOI: 10.22034/nmrj.2022.03.001

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