Watafiti walitengeneza nanoplatformu ya majaribio inayotumia nanochembe za fibroini ya hariri kama kibebaji na kuunganisha kijani cha indosianini (ICG) pamoja na ioni za Fe³⁺ katika muundo mmoja, iitwayo FSINPs. Lengo halikuwa tu kupasha joto seli za uvimbe kwa mwanga; lilikuwa kuunganisha tiba ya fototermali (PTT), tiba ya fotodinamiki (PDT), tiba ya kemodinamiki (CDT) na upigaji picha wa fluoresensi unaoitikia mazingira madogo ya uvimbe ndani ya nanochembe hiyo hiyo.

Katika utengenezaji wa FSINP, badala ya kuunganisha kwa kemia ya kovalenti yenye hatua nyingi, mbinu rahisi zaidi inayotegemea adsorpsheni ilitumika. Kwanza ICG ilipakiwa kwenye nanochembe za fibroini ya hariri, kisha FeCl₃ ikaongezwa ili kuunda uratibu kati ya Fe³⁺ na ICG. Katika vipimo vya TEM, ukubwa wa wastani wa nanochembe za fibroini ya hariri ulikuwa 90,3 ± 19,1 nm, huku ukubwa wa wastani wa FSINP ukiwa 94,3 ± 13,4 nm. Kwa DLS, vipenyo vya hidrodinamiki katika mazingira ya maji vilipimwa kuwa 189,6 ± 1,5 nm na 232,7 ± 2,1 nm mtawalia.

Uratibu wa Fe³⁺ ulizima kwa kiasi kikubwa fluoresensi ya ICG katika hali za kawaida. Utafiti ulionyesha kwamba katika hali zinazoiga mazingira madogo ya uvimbe yenye asidi na glutationi nyingi, kuvunjika kwa uratibu huu kulisababisha fluoresensi kuonekana tena. Katika majaribio ya panya, iliripotiwa kwamba baada ya kuingiza FSINP moja kwa moja ndani ya uvimbe, ishara ya fluoresensi katika eneo la uvimbe iliendelea kuwepo na kuongezeka katika muda wote wa ufuatiliaji wa saa 48.

Chini ya mwanga wa karibu na infranyekundu wa 808 nm, ufanisi wa ubadilishaji wa fototermali wa FSINP ulihesabiwa kuwa takriban %48,7. Katika jaribio la seli, 400 µg/mL FSINP ilipunguza uhai wa seli za 4T1 hadi %75,9 bila kutumia leza, ilhali katika mkusanyiko huohuo, mwanga wa 808 nm ulipopigwa, uhai ulipungua hadi %5,9. Katika fibroblasti za kawaida za 3T3, uhai wa seli ulibaki juu ya %90 baada ya saa 24 za kuathiriwa na FSINP katika kiwango cha 0–400 µg/mL.

Katika panya wenye uvimbe wa 4T1, kundi lililotibiwa kwa FSINP ndani ya uvimbe pamoja na leza ya 808 nm lilionyesha ukandamizaji mkubwa zaidi wa uvimbe ndani ya kipindi cha majaribio cha siku 14, na watafiti waliripoti kuondolewa kabisa kwa uvimbe katika kundi hili. Hata hivyo, matokeo haya yanahusu mfano wa panya wenye sampuli ndogo, sindano ya ndani ya uvimbe ya eneo husika na muda mfupi wa majaribio. Ufanisi wa matibabu kwa binadamu, utoaji wa dawa kwa njia ya mishipa, udhibiti wa metastasi, kurudi kwa uvimbe kwa muda mrefu au uhai wa muda mrefu haukutathminiwa katika utafiti huu.

Kwa mtazamo wa Türkiye: Utafiti unaweka wazi jukwaa la majaribio linaloweza kuchunguzwa na maabara za nanoteknolojia, biomateriali, fototiba na utafiti wa saratani nchini Türkiye; hata hivyo, hauna data za wagonjwa au matumizi ya kliniki nchini Türkiye. Ili kuhamia matumizi kwa binadamu, hatua kama farmakokinetiki, utoaji wa kimfumo, uboreshaji wa dozi, mwitikio wa kinga, sumu ya muda mrefu, usanifishaji wa uzalishaji wa dawa na usalama wa kliniki lazima zichunguzwe kando. Kuhamisha moja kwa moja kwa wagonjwa matokeo ya dozi au leza yaliyopatikana kwa panya si sahihi kisayansi.

Jina FSINP linamaanisha nini?

FSINP ni kifupi kilichotumiwa katika utafiti kwa Fe-doped ICG-loaded silk fibroin nanoparticles. Jukwaa linaunganisha vipengele vitatu vya msingi:

• Nanochembe ya fibroini ya hariri: matriksi ya kubeba.
• ICG: kipengele kinachofyonza mwanga wa karibu na infranyekundu na kinaweza kuzalisha joto pamoja na athari ya fotodinamiki.
• Fe³⁺: ioni ya metali inayounda uratibu na ICG na kushiriki katika utaratibu wa CDT unaotegemea kemia ya Fenton.

Jambo muhimu katika muundo wa utafiti ni kwamba vipengele hivi viliunganishwa kwa adsorpsheni na kuchanganywa kwa mfululizo katika joto la kawaida badala ya marekebisho tata ya kemikali yenye hatua nyingi.

Fibroini ya hariri iliandaliwaje?

Kokoni za hariri zilitibiwa kwanza ndani ya %0,5 (w/v) Na₂CO₃ ili kuondoa serisini. Hatua ya kwanza iliendelea kwa dakika 60 katika 100 °C, kisha hatua ya pili ya degumming ya dakika 30 ilifanywa kwa suluhisho jipya.

Fibroini iliyopatikana iliyeyushwa kwa saa nne katika 80 °C ndani ya mfumo wa kutengenezea wa sehemu tatu wenye uwiano wa moli 1:2:8 wa CaCl₂/C₂H₅OH/H₂O. Kisha dialisi ilifanywa kwa siku tatu kwa kutumia utando wa dialisi wa 14 kDa MWCO, suluhisho likasentrifugiwa, likagandishwa awali katika −80 °C na kisha likakaushwa kwa lyophilization.

Nanochembe zilitengenezwaje?

Katika utengenezaji wa SFNP, suluhisho la fibroini ya hariri la 10 mg/mL lilidondoshwa ndani ya asetoni safi kwa uwiano wa ujazo wa fibroini:asetoni wa 1:5. Mchanganyiko ulikorogwa katika joto la kawaida kwa 600 rpm, asetoni ikaondolewa na nanochembe zikakusanywa kwa sentrifugesheni katika 12.000 rpm kwa dakika 10, katika 4 °C.

Katika utengenezaji wa FSINP, 100 µL, 1 mM ICG iliongezwa kwenye 2 mL ya suluhisho la 1 mg/mL SFNP. Kisha 300 µL ya suluhisho la 20 mM FeCl₃ iliongezwa na mfumo ukakorogwa kwa saa mbili. Bidhaa ilisentrifugiwa katika 12.000 rpm kwa dakika 10, ikaoshwa mara tatu kwa maji yaliyotolewa ioni na kuhifadhiwa katika 4 °C.

Sifa za kimwili za nanochembe zilikuwa zipi?

Katika picha za TEM, iliripotiwa kwamba miundo ya SFNP na FSINP ilikuwa na mofolojia inayofanana kiasi, yenye umbo linalokaribia duara. Ukubwa wa wastani wa TEM ulipimwa kuwa 90,3 ± 19,1 nm kwa SFNP na 94,3 ± 13,4 nm kwa FSINP.

Katika vipimo vya DLS, kipenyo cha hidrodinamiki katika mazingira ya maji kilikuwa 189,6 ± 1,5 nm kwa SFNP na 232,7 ± 2,1 nm kwa FSINP. Watafiti wanahusisha tofauti kati ya TEM na DLS na ukweli kwamba chembe ziko katika hali iliyovimba ndani ya mazingira ya maji.

Potenshali ya zeta ilibadilika kutoka −21,4 ± 0,1 mV katika SFNP hadi +14,3 ± 1,1 mV katika FSINP. Katika uchoraji wa ramani wa elementi kwa EDS, C, N, O na Fe ziliripotiwa kusambazwa katika nanochembe; na katika uchanganuzi wa XPS, hali za Fe(II) na Fe(III) ziliripotiwa kuwepo pamoja.

ICG inafungamanaje na fibroini ya hariri?

Watafiti walichunguza swali hili kwa mbinu za kihesabu pamoja na uainishaji wa majaribio. Kati ya konformeshini kumi za docking zilizopatikana kwa AutoDock 4.2.6, Konformeshini 1 ilitoa nishati ya kufungamana iliyohesabiwa kuwa ya chini zaidi:

\[ \Delta G_{binding}=-5{,}65\ \text{kcal/mol} \]

Konstanti ya uzuiaji iliyohesabiwa kwa konformeshini hii:

\[ K_i=71{,}64\ \mu M \]

iliripotiwa.

Muundo wa docking ulitabiri kwamba ICG inaweza kuingiliana na asidi amino ndani ya fibroini ya hariri, hasa kupitia vifungo vya hidrojeni. Mabaki ya lisini na arjinini yalipendekezwa kuwa sehemu muhimu za kufungamana.

Kompleksi iliyochaguliwa kisha ilifanyiwa uigaji wa mienendo ya molekuli wa 300 ns. Baada ya takriban 50 ns za kwanza za kulegea kwa muundo, umbali kati ya ICG na kitovu cha uzito wa protini ulibaki takriban katika kiwango cha 2,0–3,0 Å. Katika mfumo mzima, vifungo 1–5 vya hidrojeni vilionekana, huku katika kipindi cha usawa kwa kawaida vifungo 1–3 vya hidrojeni vikiendelea kuwepo. RMSD ilifikia tambarare katika takriban 0,45–0,50 nm.

Matokeo haya yanaunga mkono kwamba konformeshini iliyopendekezwa ya kufungamana kwa ICG–SF ni thabiti kwa mujibu wa hesabu; hata hivyo, matokeo ya docking na MD hayapaswi kuchukuliwa kuwa utambuzi wa moja kwa moja wa majaribio wa muundo wa atomiki.

Kwa nini Fe³⁺ inazima fluoresensi ya ICG?

Katika hesabu za DFT, iliripotiwa kwamba mpito maalum wa kielektroni wa ICG huru unahusiana na mpito wa ndani ya molekuli wa π–π kwenye muundo uliounganishwa; baada ya uratibu wa Fe³⁺, msongamano wa elektroni wa LUMO ulionekana kujikusanya kwa kiasi kikubwa karibu na Fe³⁺.

Watafiti walifasiri mabadiliko haya kwa utaratibu wa ligand-to-metal charge transfer (LMCT). Ilipendekezwa kwamba kutokana na uratibu wa vikundi vya sulfonati vilivyo kwenye ncha za ICG na Fe³⁺, nishati ya fluoresensi inaelekezwa kwenye njia tofauti ya kulegea kwa elektroni badala ya utoaji wa mionzi.

Utaratibu huu ni tafsiri ya kinadharia inayoungwa mkono na DFT pamoja na hesabu za potenshali ya kielektrostatiki; utafiti haukuamua muundo wa atomiki wa kompleksi ya uratibu kwa mbinu ya moja kwa moja kama kristalografia.

Kwa nini fluoresensi inawashwa tena katika mazingira ya uvimbe?

Katika FSINP, uratibu wa ICG–Fe³⁺ hukandamiza fluoresensi ya ICG katika hali za kawaida. Utafiti ulionyesha kwamba chini ya hali zinazoiga mazingira madogo ya uvimbe yenye asidi na glutationi nyingi, muundo wa uratibu huvunjika na fluoresensi ya ICG hurudi kwa kiwango kinachoonekana wazi.

Tabia hii huipa platformu mantiki ya aina ya “off → on” katika upigaji picha: fluoresensi huzimwa mwanzoni na inaweza kuimarika tena chini ya hali zinazohusiana na mazingira madogo ya uvimbe.

Tiba ya aina tatu inaunganisha taratibu zipi?

Verianla Live: Mwonekano wa mchakato huundwa kutoka kwenye jedwali la data za kisayansi linaloonekana hapo juu. Jedwali linahifadhiwa kama chanzo cha kisayansi cha source-of-truth.

Tiba ya kemodinamiki ilichunguzwaje?

Uwezo wa kipengele cha Fe kuingia katika kemia ya Fenton pamoja na H₂O₂ na kuzalisha radikali ya hidroksili (·OH) ulitathminiwa kwanza kwa methylene blue (MB).

Katika kundi la FSINPs + H₂O₂, uharibifu wa MB uliripotiwa kuwa %0,4 kwa dakika 10 na %5,0 kwa dakika 15. Mwanga wa NIR ulipoongezwa kwenye mfumo huo huo, viwango viliongezeka hadi %18,9 na %20,2 mtawalia.

Waandishi wanatafsiri matokeo haya kama ishara kwamba upashaji joto wa fototermali unaweza kuharakisha mmenyuko wa Fenton. Uundaji wa ·OH pia uliungwa mkono katika jaribio la EPR lililotumia mtego wa spin wa DMPO; mwanzoni hakukuwa na ishara dhahiri, lakini baada ya dakika 15 katika mazingira yaliyoigwa yenye H₂O₂, ishara maalum ya ·OH ilionekana.

Athari ya fotodinamiki ilithibitishwaje?

Uwezo wa PDT ulichunguzwa kwa probe ya DPBF inayohisi oksijeni singleti na mbinu ya TEMP-EPR. Iliripotiwa kwamba FSINP zilipunguza absorbansi ya DPBF chini ya mwanga wa 808 nm, na kwamba kupungua huku kulikuwa kubwa zaidi H₂O₂ ilipoongezwa.

Katika kipimo cha EPR kilichotumia TEMP, hakukuwa na ishara dhahiri ya ^1O₂ katika hali ya giza, lakini baada ya mwanga wa NIR ishara maalum ya TEMPO ilionekana.

Kulingana na maelezo makuu ya utaratibu katika chanzo, ^1O₂ huzalishwa wakati wa PDT kutokana na kuchochewa kwa ICG na NIR. Athari ya kusaidia ya CDT juu ya PDT ilihusishwa na kuongezeka kwa upatikanaji wa oksijeni wakati wa ubadilishaji wa H₂O₂.

Kwa nini ni lazima kuwa makini na kauli ya ^1O2 ndani ya chanzo?

Katika sehemu ya Highlights ya utafiti kuna kauli “CDT-produced ^1O₂ amplifies PDT”. Kwa upande mwingine, maelezo makuu ya mbinu na matokeo yanaeleza bidhaa kuu ya radikali ya CDT kuwa ·OH na kuhusisha uzalishaji wa ^1O₂ na athari ya fotodinamiki ya ICG inayoamilishwa kwa mwanga.

Kauli hizi mbili si sawa kimekanika. Kwa hiyo, hapa haijahitimishwa kwamba ^1O₂ “huzalishwa na CDT”; mlolongo wa mwingiliano wa PTT–CDT–PDT katika maelezo makuu ya majaribio umehifadhiwa.

Utendaji wa fototermali ulikuwa na nguvu kiasi gani?

Chini ya mwanga wa 808 nm na 1 W/cm², hakukuwa na upashaji joto wa wazi katika kundi la maji, ilhali mtawanyiko wa FSINP ulionyesha ongezeko kubwa la joto.

Katika jaribio moja, joto la FSINP liliongezeka kutoka 22 °C hadi takriban 58 °C wakati wa kuangaziwa kwa dakika 5. Katika jaribio la mkusanyiko, 200 µg/mL FSINP ilifikia 63,2 °C mwishoni mwa dakika 5 chini ya hali hizo hizo za 808 nm na 1 W/cm².

Ufanisi wa ubadilishaji wa fototermali uliohesabiwa kutoka kwenye mikunjo ya kupasha na kupoa:

\[ \eta \approx 48{,}7\% \]

ulitolewa.

Majaribio ya seli yalionyesha nini?

Fibroblasti za kiinitete cha panya NIH/3T3 zilitumika kama mfano wa seli za kawaida, na seli za saratani ya matiti ya panya 4T1 zilitumika kama mfano wa uvimbe. Seli ziliingizwa kwenye 0, 25, 50, 100, 200 na 400 µg/mL FSINP kwa saa 24.

Katika seli za 3T3, uhai ulibaki juu ya %90 katika viwango vyote vilivyojaribiwa. Katika seli za 4T1, iliripotiwa kwamba uhai ulipungua kadiri mkusanyiko ulivyoongezeka na kufikia %75,9 katika 400 µg/mL FSINP bila mwanga.

Katika mkusanyiko huo huo wa 400 µg/mL FSINP, mwanga wa NIR wa 808 nm, 1 W/cm² ulipotumika kwa dakika tano, uhai wa seli za 4T1 ulipungua hadi %5,9.

Katika picha za seli hai/mfu za Calcein-AM/PI, pia ilionekana kwamba ishara nyekundu ya seli zilizokufa iliongezeka kwa kiasi kikubwa katika kundi la FSINP + NIR.

Matokeo haya ni matokeo ya in vitro ya mstari wa seli za panya; hayaonyeshi unyeti wa kliniki wa uvimbe wa binadamu kwa matibabu.

Jaribio la upigaji picha wa fluoresensi lilipata nini?

Katika panya jike wa BALB/c wenye uvimbe wa 4T1, makundi ya ICG huru na FSINP yalitumika kwa upigaji picha; kila kundi lilikuwa na n=3 panya. Maandalizi yaliingizwa moja kwa moja ndani ya uvimbe na sindano ya chini ya ngozi katika tishu ya kawaida ya jirani ilitumika kama udhibiti.

Fluoresensi ya uvimbe ya ICG huru ilianza kupungua baada ya kufikia kiwango cha juu katika saa ya sita. Kinyume chake, ishara ya fluoresensi katika eneo la uvimbe lililotibiwa kwa FSINP iliendelea kuongezeka katika kipindi cha ufuatiliaji wa saa 48.

Matokeo haya yanaunga mkono tabia ya fluoresensi ya muda mrefu ya eneo husika ndani ya uvimbe; hata hivyo, kwa kuwa sindano ilikuwa intratumoral, haijaonyeshwa kwamba nanochembe hulenga uvimbe yenyewe baada ya sindano ya ndani ya mshipa au kwamba hujikusanya kwa uteuzi kutoka kwenye mzunguko wa damu.

Joto la fototermali liliongezeka kwa kiasi gani katika mnyama hai?

Baada ya PBS, SINPs au FSINPs kutolewa katika eneo la uvimbe, leza ya 808 nm, 1 W/cm² ilitumika kwa dakika tano. Joto la kuanzia lilikuwa karibu 30 °C.

Verianla Live: Thamani hizi ni vipimo vya joto kutoka kwenye jaribio lilelile la wanyama katika utafiti. Si pendekezo la joto au dozi inayoweza kutumika katika matibabu ya binadamu.

Joto la uvimbe katika kundi la FSINP + NIR lilifikia 65,6 °C, likionyesha mwitikio wa juu zaidi wa fototermali kuliko makundi mengine mawili.

Jaribio la matibabu kwa wanyama lilifanywaje?

Panya wengine wa BALB/c wenye uvimbe wa 4T1 waligawanywa katika makundi matano na kila kundi lilikuwa na n=5 wanyama:

• PBS
• PBS + leza
• SINPs + leza
• FSINPs
• FSINPs + leza

Matibabu yalianza wakati ujazo wa uvimbe ulipofikia takriban 100 mm³. Sindano ya ndani ya uvimbe ilitolewa siku ya 1, 3, 5, 7 na 9. Kiasi cha ICG kiliwekwa kuwa 1 mg/kg na katika makundi yaliyotumia mwanga, leza ya 808 nm ilitumika kwa dakika tano kwa msongamano wa nguvu wa 1 W/cm².

Jaribio lilihitimishwa siku ya 14. Chanzo kinaripoti ukuaji wa haraka wa uvimbe katika makundi ya PBS na PBS + leza; ukuaji ulipungua FSINP ilipotumiwa peke yake; na katika kundi la SINP + leza, baada ya kupungua uvimbe ulikua tena.

Katika kundi la FSINP + leza, ujazo wa uvimbe ulianza kupungua kuanzia matibabu ya pili na mwishoni mwa utafiti watafiti waliripoti kwamba uvimbe ulikuwa umeondoka kabisa.

“Kuondolewa kabisa kwa uvimbe” kunamaanisha nini, na hakumaanishi nini?

Kauli ya “complete tumor eradication” inayotumiwa na chanzo inatumika kwa mwisho wa jaribio katika mfano wao wa panya wa 4T1. Matokeo hayo yamewekewa mipaka na hali zifuatazo:

• mfano wa uvimbe wa panya 4T1,
• panya jike wa BALB/c,
• n=5 kwa kila kundi,
• uvimbe wa kuanzia wa takriban 100 mm³,
• sindano ya moja kwa moja ya intratumoral,
• matumizi matano ya eneo husika ya NIR,
• mwisho wa jaribio wa siku 14.

Utafiti huu hauonyeshi tiba ya kliniki kwa binadamu, udhibiti wa ugonjwa wa metastasi, uhai wa muda mrefu bila ugonjwa au kuondolewa kwa hatari ya kurudi kwa ugonjwa.

Uchambuzi wa tishu ulitoa matokeo gani?

Upakaji rangi wa H&E ulionyesha uharibifu mkubwa zaidi wa tishu za uvimbe katika kundi la FSINPs + leza. Katika immunohistokemia ya Ki67, iliripotiwa kwamba seli zinazoongezeka zilipungua kwa kiasi kikubwa katika kundi hili.

Katika upakaji wa TUNEL, ishara ndogo sana ya apoptosisi ilionekana katika makundi ya PBS na PBS + leza, ilhali katika kundi la FSINP + leza fluoresensi kali ya apoptosisi kwenye eneo kubwa iliripotiwa.

Mbinu hizi tatu za kihistolojia kwa pamoja zinaunga mkono kwamba matibabu ya mchanganyiko yalihusishwa na ukandamizaji wa kuongezeka kwa seli, uharibifu wa seli na kifo cha apoptosisi mwishoni mwa jaribio.

Matokeo ya usalama wa kibayolojia yalikuwa mapana kwa kiwango gani?

Hakukuripotiwa mabadiliko makubwa ya uzito wa mwili wa panya kati ya makundi. Hakukuonekana hali isiyo ya kawaida yenye maana katika viwango vya serum AST, ALT na ALP.

Viwango vya WBC, neutrofili, RBC, hemoglobini na platelet vilitathminiwa; licha ya ongezeko dogo la neutrofili na upungufu mdogo wa platelet, watafiti waliripoti kwamba viwango vyote viwili vilibaki ndani ya kiwango cha marejeleo.

Katika tathmini ya H&E ya moyo, ini, wengu, mapafu na figo, iliripotiwa kwamba hakukuonekana hali dhahiri ya kiafya isiyo ya kawaida.

Hata hivyo, tathmini hii ya usalama inahusu jaribio la muda mfupi la panya. Metaboli ya muda mrefu ya nanochembe, utoaji wa dozi za kimfumo unaorudiwa, immunogenicity, sumu ya uzazi, genotoxicity au usalama kwa binadamu havikuchunguzwa katika utafiti huu.

Ni mapungufu gani makuu ya kisayansi ya utafiti?

• Katika jaribio la matibabu kwa wanyama, panya watano tu walitumiwa kwa kila kundi.
• Katika makundi ya upigaji picha wa fluoresensi, n=3.
• FSINP iliwekwa moja kwa moja ndani ya uvimbe; utoaji wa kimfumo kwa njia ya ndani ya mshipa haukujaribiwa.
• Jaribio lilikuwa na mwisho wa matibabu wa siku 14 pekee; kurudi kwa uvimbe au uhai wa muda mrefu havikutathminiwa.
• Ni mfano wa uvimbe wa panya wa 4T1 pekee uliotumiwa.
• Sehemu ya taratibu za molekuli za ICG–SF na ICG–Fe³⁺ zinapendekezwa kupitia docking, MD na DFT.
• Hakuna seli za binadamu, organoidi zinazotokana na wagonjwa au jaribio la kliniki kwa binadamu.
• Sehemu ya takwimu ya utafiti inaripoti independent-sample t-test, na hakuna mbinu ya ziada ya kurekebisha ulinganisho mwingi iliyofafanuliwa.
• Kwa sababu ya matumizi ya intratumoral, uwezekano wa matumizi ya kimfumo katika uvimbe wa kina, uliosambaa au usiofikika kliniki haujaonyeshwa.

Utafiti unaunga mkono nini?

• Kwamba nanochembe za fibroini ya hariri zenye ICG na Fe³⁺ zinaweza kutengenezwa kwa mbinu inayotegemea adsorpsheni.
• Kwamba FSINP zinaonyesha uthabiti mzuri wa koloidi chini ya hali zilizopimwa.
• Kwamba fluoresensi ya ICG inaweza kukandamizwa na Fe³⁺ na kuimarika tena katika mazingira madogo ya uvimbe yaliyoigwa.
• Kwamba FSINP zinaonyesha mwitikio mkubwa wa fototermali chini ya 808 nm NIR.
• Kwamba ufanisi wa ubadilishaji wa fototermali ni takriban %48,7.
• Kwamba uundaji wa ·OH na ^1O₂ unaungwa mkono na probe za kemikali na majaribio ya EPR yaliyotumika.
• Kwamba mchanganyiko wa FSINP + NIR ulisababisha sitotoksisiti kali ya in vitro katika seli za 4T1.
• Kwamba katika mfano wa panya wa 4T1, kundi la intratumoral FSINP + NIR lilionyesha athari kubwa zaidi dhidi ya uvimbe ndani ya kipindi cha utafiti.
• Kwamba katika jaribio la muda mfupi la panya, hakukuonekana sumu dhahiri ya kimfumo katika vigezo vikuu vya damu, serum na histolojia ya viungo vilivyochunguzwa.

Utafiti hauungi mkono nini?

• Kwamba FSINP inatibu saratani kwa binadamu.
• Kwamba nanochembe hulenga uvimbe kwa uteuzi baada ya sindano ya ndani ya mshipa.
• Kwamba ugonjwa wa metastasi umeondolewa.
• Kwamba kurudi kwa uvimbe kwa muda mrefu kumezuiwa.
• Kwamba dozi salama, nguvu ya leza au joto la matibabu kwa binadamu limebainishwa.
• Kwamba ufanisi wa fototermali wa 48,7% unamaanisha ufanisi wa kliniki.
• Kwamba kuondolewa kwa uvimbe ndani ya siku 14 kwa panya kunamaanisha tiba ya kudumu ya kliniki.
• Kwamba farmakokinetiki ya ndani ya mshipa, biodistribution na ufanisi wa kulenga uvimbe wa jukwaa umethibitishwa.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Vigezo vya msingi vya utengenezaji wa FSINP

Uainishaji wa chembe

Baada ya kutengenezwa kwa FSINP, kuongezeka kwa kipenyo cha hidrodinamiki na kubadilika kwa potenshali ya uso kutoka hasi kwenda chanya, pamoja na uchambuzi mwingine wa spektroskopi na elementi wa utafiti, ni matokeo ya uainishaji yanayounga mkono upakiaji wa ICG/Fe.

Utafiti wa kihesabu

Hali za jaribio la fototermali

Matokeo muhimu katika jaribio la seli

Tofauti kubwa zaidi ilionekana leza ilipoongezwa katika 400 µg/mL. Hata hivyo, utafiti hautenganishi mchango wa kila moja ya PTT, PDT na CDT kuwa ukubwa tofauti wa athari ya kiasi kwa modeli kamili ya factorial ya dozi-mwitikio; matokeo yanaonyesha utendaji wa jumla wa utaratibu uliounganishwa.

Itifaki ya upigaji picha kwa wanyama

Itifaki ya matibabu kwa wanyama

Uchambuzi wa takwimu

Matokeo ya nambari yalitolewa kama wastani ± mkengeuko wa kawaida. Watafiti walitathmini tofauti kati ya makundi kwa independent-sample t-test. Kiwango cha umuhimu:

\[ p<0{,}05 \]

kiliwekwa; *, ** na *** zilitumika mtawalia kama p<0,05, p<0,01 na p<0,001.

Katika mbinu ya chanzo, hakuna marekebisho ya ziada kwa ulinganisho mwingi au utaratibu wa ANOVA wa makundi mengi uliotajwa. Kwa hiyo, matokeo yenye alama za nyota yanapaswa kufasiriwa tu ndani ya mfumo wa kuripoti wa utafiti wenyewe.

Tathmini ya usalama wa kibayolojia

Matokeo haya ni kiashirio cha biocompatibility tu chini ya hali za muda mfupi za kabla ya kliniki za utafiti; hayachukui nafasi ya tathmini ya muda mrefu au usalama kwa binadamu.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Jina kamili la asili la utafiti: Multifunctional Near-Infrared-Responsive Silk Fibroin Nanomedicine for Tumor Treatment and Imaging

Waandishi: Die Xu; Shanshan He; Jingzhu Xing; Li Hao; Zhijun Zhang; Miao Su.

Mpangilio wa waandishi: Umehifadhiwa kama ulivyochapishwa katika chanzo.

Mwandishi wa kwanza mwenza/mchango sawa: Chanzo hakionyeshi alama ya uandishi wa kwanza wa pamoja au mchango sawa.

Waandishi wa mawasiliano: Zhijun Zhang na Miao Su.

Taasisi: College of Textile Science and Engineering (International Silk Institute), Zhejiang Sci-Tech University; Shengzhou Innovation Research Institute of Zhejiang Sci-Tech University; Department of Chemistry, School of Chemistry and Chemical Engineering, Zhejiang Sci-Tech University; Zhejiang Provincial Key Laboratory of Silk and Silk Protein New Materials, China.

Jarida: Materials.

Mchapishaji: MDPI, Basel, Switzerland.

Juzuu / toleo / namba ya makala: 19 / 15 / 3359.

DOI: 10.3390/ma19153359

Tarehe ya kupokelewa: 26 Juni 2026.

Tarehe ya marekebisho: 29 Julai 2026.

Tarehe ya kukubaliwa: 4 Agosti 2026.

Tarehe ya kuchapishwa: 6 Agosti 2026.

Aina ya chanzo: Makala asilia ya utafiti iliyopitiwa na wataalamu; inajumuisha usanisi wa nanomateriali, uigaji wa kihesabu, majaribio ya seli ya in vitro na majaribio ya kabla ya kliniki kwa wanyama.

Hali ya mapitio: Uchapishaji wa kisayansi uliopitiwa na wataalamu.

Leseni: Creative Commons Attribution (CC BY).

Kiungo rasmi cha uchapishaji:https://doi.org/10.3390/ma19153359

Idhini ya maadili ya wanyama: Zhejiang Sci-Tech University Animal Ethics Committee; msimbo wa itifaki 20250307-01; tarehe ya idhini 7 Machi 2025.

Ufadhili: Guiding Funds of the Central Government for Supporting the Development of the Local Science and Technology (2025ZY01083), Shaoxing Industry–University–Research Collaborative Research and Development Project (2024B43005) na Fundamental Research Funds of Shengzhou Innovation Research Institute of Zhejiang Sci-Tech University (SYY2026B000002).

Upatikanaji wa data: Imeelezwa kwamba michango asilia ya utafiti ipo ndani ya makala na Supplementary Materials, na maswali ya ziada yanaweza kuelekezwa kwa waandishi wa mawasiliano.

Mgongano wa maslahi: Waandishi hawakuripoti mgongano wa maslahi.

Michango ya waandishi: Uundaji wa dhana Miao Su na Zhijun Zhang; mbinu Zhijun Zhang na Die Xu; utafiti Die Xu, Shanshan He, Jingzhu Xing na Li Hao; rasilimali Miao Su; upangaji wa data Die Xu na Jingzhu Xing; rasimu ya kwanza Die Xu, Shanshan He na Jingzhu Xing; mapitio/uhariri Miao Su, Zhijun Zhang, Die Xu, Shanshan He na Jingzhu Xing; uonyeshaji Die Xu; usimamizi Miao Su na Zhijun Zhang; upatikanaji wa ufadhili ulifanywa na Miao Su na Zhijun Zhang.

Kikomo cha utaratibu wa kihesabu: Muundo wa kifungo cha hidrojeni wa ICG–silk fibroin unaungwa mkono na docking pamoja na uigaji wa mienendo ya molekuli wa 300 ns, na maelezo ya LMCT kuhusu kuzimwa kwa fluoresensi ya ICG–Fe³⁺ yanaungwa mkono na hesabu za DFT. Hesabu hizi si sawa na utambuzi wa moja kwa moja wa muundo wa atomiki.

Dokezo la utaratibu ndani ya chanzo: Ingawa sehemu ya Highlights ina kauli inayodokeza uzalishaji wa ^1O₂ na CDT, sehemu kuu za mbinu na matokeo zinahusisha uundaji wa ^1O₂ na ICG-mediated PDT, huku CDT ikihusishwa hasa na uundaji wa ·OH unaotokana na Fenton. Tofauti hii haijapatanishwa kimya kimya.

Kikomo cha wigo wa kabla ya kliniki: Ufanisi wa matibabu ulitathminiwa kwa panya wenye uvimbe wa 4T1, kwa n=5 kwa kila kundi na mwisho wa siku 14, kwa kutumia utoaji wa moja kwa moja wa intratumoral. Ufanisi wa matibabu kwa binadamu, ulengaji wa kimfumo, farmakokinetiki ya ndani ya mshipa, udhibiti wa metastasi, uhai wa muda mrefu au kurudi kwa ugonjwa havikuchunguzwa.

Kikomo cha upigaji picha: Matokeo ya fluoresensi ya uvimbe ya saa 48 yalipatikana baada ya sindano ya intratumoral. Matokeo haya si ushahidi wa ulengaji wa uvimbe kwa njia ya pasivu au amilifu baada ya utoaji wa ndani ya mshipa.

Kikomo cha usalama wa kibayolojia: Biokemia ya damu, hematolojia na histolojia ya viungo vikuu vilitathminiwa katika jaribio la muda mfupi la panya. Toksikolojia ya muda mrefu na usalama kwa binadamu havimo katika wigo wa utafiti huu.

Dokezo la uripoti wa takwimu: Utafiti unaripoti independent-sample t-test na kizingiti cha umuhimu cha p<0,05. Licha ya kuwepo kwa makundi na ulinganisho mwingi, hakuna marekebisho ya ziada ya ulinganisho mwingi yaliyoelezwa katika sehemu ya mbinu.

Dokezo la Verianla Live: Uonyeshaji wa mchakato umewekewa mipaka kwa usanisi wa FSINP na utaratibu wa PTT/CDT/PDT uliofafanuliwa katika utafiti. Katika ulinganisho wa joto, zilitumika tu thamani za PBS, SINPs na FSINPs zilizopimwa katika jaribio lilelile la wanyama, chini ya hali zilezile za 808 nm–1 W/cm²–dakika 5.