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Gold nanorods with a hematoporphyrin-loaded silica shell for dual-modality photodynamic and photothermal treatment of tumors in vivo

引用

Nano Research 2014年第3期7卷 325-337页

作者： Georgy Terentyuk Elizaveta Panfilova Vitaly Khanadeev Daniil Chumakov Elina Genina Alexey Bashkatov Valery Tuchin Alia Bucharskaya Galina Maslyakova Nikolai Khlebtsov Boris Khlebtsov Saratov State University 83 Astrakhanskaya Saratov 410012 Russia Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms 13 pr. Entuziastov Saratov 410049 Russia Institute of Precise Mechanics and Control of RAS 24 Rabochaya Saratov 410028 Russia Ulyanovsk State University 42 Lev Tolstoy Ulyanovsk 432017 Russia Optoelectronics andMeasurement Techniques Laboratory UniversityofOulu P.O. Box4500 Oulu FIN-90014 Finland Saratov State Medical University 112 Bolshaya Kazachia Saratov 410012 Russia

Nanocomposites （NCs） consisting of a gold nanorod core and a mesoporous silica shell doped with hematoporphyrin （HP） have been fabricated in order to improve the efficiency of cancer treatment by combining photothermal and photodynamic therapies （PDT ＋ PTT） in vivo. In addition to the long-wavelength plasmon resonance near 810-830 nm, the fabricated NCs exhibited a 400-nm absorbance peak corresponding to bound HP, generated singlet oxygen under 633-nm excitation near the 632.5-nm Q-band, and produced heat under a 808-nm near-infrared （NIR） laser irradiation. These modalities were used for a combined PDT ＋ PTT treatment of large （about 3 cm3） solid tumors in vivo with a xenorafted tumor rat model. NCs were directly injected into tumors and irradiated simultaneously with 633-nm and 808-nm lasers to stimulate the combined photodynamic and photothermal activities of NCs. The efficiency of the combined therapy was evaluated by optical coherence tomography, histological analysis, and by measurements of the tumor volume growth during a 21-day period. The NC-mediated PDT led to weak changes in tissue histology and to a moderate 20% decrease in the tumor volume. In contrast, the combined PDT ＋ PTT treatment resulted in the large-area tumor necrosis and led to dramatic decrease in the tumor volume.

关键词： nanocomposites gold nanorods mesoporous silica hematoporphyrin photodynarnic andphotothermal therapy

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