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Engineering of tungsten carbide nanoparticles for imaging-guided single 1,064 nm laser-activated dual-type photodynamic and photothermal therapy of cancer

引用

Nano Research 2018年第9期11卷 4859-4873页

作者： Shi-Hua Li Wen Yang Yang Liu Xiao-Rong Song Rui Liu Guangliang Chen Chun-Hua Lu Huang-Hao Yang MOE Key Laboratory for Analytical Science of Food Safely and Biology State Key Laboratory of Photocatalysis on Energy and Environment College of Chemistry Fuzhou University Fuzhou 350116 China College of Biological Science and Engineering Fuzhou University Fuzhou 350116 China Department of Radiology Fujian Medical University Union Hospital No. 29Xinquan Road Fuzhou 350001 China

The promising potential of photodynamic therapy （PDT） has fueled the development of minimally invasive therapeutic approaches for cancer therapy However, overcoming limitations in PDT efficacy in the hypoxic tumor environment and light penetration depth remains a challenge. We report the engineering of tungsten carbide nanopartides （W2C NPs） for 1,064 run laser-activated dual-type PDT and combined theranostics. The synthesized W2C NPs allow the robust generation of dual-type reactive oxygen species, including hydroxyl radicals （type I） and singlet oxygen （type II）, using only single 1,064 run laser activation, enabling effective PDT even in the hypoxic tumor environment. The W2C NPs also possess high photothermal performance under 1,064 nm laser irradiation, thus enabling synergistically enhanced cancer therapeutic efficacy of PDT and photothermal therapy. Additionally, the photoacoustic and X-ray computed tomography bioimaging properties of W2C NPs facilitate the integration of tumor diagnosis and therapy. The developed W2C based theranostic nanoagents increase the generation of reactive oxygen species in hypoxic tumors, improve the light penetration depth, and facilitate combined photothermal therapy and photoacoustic/computed tomography dual-mode bioimaging. These attributes could spur the exploration of transition metal carbides for advanced biomedical applications.

关键词： metal carbides tungsten carbide nanoparticles photodynamic therapy near-infrared window theranostics

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