Photoacoustic tracking of photo-magnetically powered nanoparticles for cancer therapy
本文提出一种Fe3O4核心金刺状表面的光磁驱动纳米颗粒，结合光声成像实现体内实时追踪，并证明激光与磁耦合可增强光热转换、改善肿瘤内分布与滞留，为癌症纳米治疗临床研究提供新方法。
2024-10-04 physics.bio-ph physics.med-ph
Cold plasma with zirconia nanoparticles for lung cancer via TGF-\b{eta} signaling pathway
本研究提出将CAP与ZrO2 NPs结合用于肺癌治疗，发现该组合通过影响线粒体功能并激活TGF-\{eta}通路诱导癌细胞凋亡，为临床提供了新疗法。
2024-08-07 physics.bio-ph physics.med-ph
From Radiation Dose to Cellular Dynamics: A Discrete Model for Simulating Cancer Therapy
本文提出将蒙特卡洛程序与LQ模型集成到CellSim3D离散细胞模拟框架中，通过引入生存概率和吞噬清除机制模拟放射治疗，并在前列腺癌数据及堵塞转变分析中验证了模型的有效性。
2025-11-06 physics.bio-ph physics.med-ph
High Performance In Vivo Near-IR (>1 μm) Imaging and Photothermal Cancer Therapy with Carbon Nanotubes
短单壁碳纳米管（SWNTs）由聚乙二醇化磷脂功能化是生物无毒和长循环的纳米材料，具有固有的近红外光致发光（NIR PL）、特征拉曼光谱和近红外（NIR）中的强光学吸收。这项工作证明了静脉注射的单壁碳纳米管作为光致发光剂在1.0-1.4 μm发射区的体内肿瘤成像和作为近红外吸收剂和加热器在808 nm的光热肿瘤消除在最低注射剂量（70 μg的单壁碳纳米管/小鼠，相当于3.6 mg/kg）和激光照射功率（0.6 W/cm 2）的第一个双重应用。离体共振拉曼成像显示肿瘤内的SWNT分布在高空间分辨率。大量光热处理的小鼠在治疗后超过六个月后实现了完全肿瘤消除，没有任何毒副作用。此外，进行并行实验以比较SWNT和金纳米棒（AuNR）在体内肿瘤的NIR光热消融中以700 μg AuNR/小鼠（相当于35 mg/kg）的注射剂量的性能。与AuNR相比，SWNTs在低10倍的注射剂量和低辐射功率下实现了高效的肿瘤消除。这些结果表明，利用生物相容性单壁碳纳米管的固有特性进行联合癌症成像和治疗有显着的好处。
2010-11-02 physics.bio-ph physics.med-ph
Metabolizable Bi2Se3 Nanoplates: Biodistribution, Toxicity, and Uses for Cancer Radiation Therapy and Imaging
Bi是高原子序数元素，具有高光电吸收系数，Se元素具有抗癌活性。因此，他们的化合物硫属化物（Bi 2Se 3）值得深入研究的生物医学应用。这项研究表明，Bi 2Se 3纳米片（54 nm宽）与聚（乙烯吡咯烷酮）（PVP）的保护是生物相容的，并具有低毒性，即使在高剂量的20毫克/公斤的小鼠。这一结论是通过对纳米片的生物分布和90天长期体内清除的研究得出的。肝和脾是纳米片积聚的主要器官，这主要是由于RES吸收，但93%的纳米片在治疗90天后被清除。肿瘤组织中的Bi和Se浓度持续升高，直至72 h。这种选择性的Bi积累被用来增强X射线CT图像的对比度。当暴露于γ辐射时，集中在肿瘤中的Bi元素导致对肿瘤细胞的损伤。在用Bi 2Se 3纳米片和辐射处理肿瘤16天后，肿瘤的生长显著延迟并停止。这项工作清楚地表明，Bi 2Se 3纳米片可用于癌症放射治疗和CT成像。它们值得进一步研究，以用于生物和医学应用。
2013-12-06 physics.bio-ph physics.med-ph
Size-dependent radiosensitization of PEG-coated gold nanoparticles for cancer radiation therapy
金纳米粒子被认为是癌症放射治疗中的放射增敏剂，但初级药物筛选的重要问题之一是什么尺寸的金纳米粒子可以最佳地增强辐射效应。在此，我们进行体外和体内放射增敏研究的4.8，12.1，27.3，和46.6 nm的PEG-涂层的金纳米粒子。体外结果表明，所有尺寸的PEG包被的金纳米颗粒都可以导致伽马辐射后癌细胞存活率的显着下降。12.1 27.3nm PEG包被的金纳米粒子在细胞内呈弥散分布，对细胞凋亡和坏死的增敏作用均强于4.8和46.6nm。此外，体内结果还显示，所有尺寸的PEG包被的金纳米颗粒在5Gy辐射后都可以减小肿瘤体积和重量，并且12.1和27.3nm PEG包被的金纳米颗粒比4.8和46.6nm颗粒具有更大的敏化作用，这可以导致肿瘤几乎完全消失。体内生物分布证实，12.1和27.3 nm PEG-包被的金纳米粒子在肿瘤中以高浓度积累。病理学、免疫学和血液生化学结果表明，PEG包被的纳米金颗粒不会引起脾和肾损伤，但会引起肝损伤和金蓄积。可以得出结论，12.1和27.3 nm PEG包覆的金纳米粒子显示出高的放射敏感性，这些结果对于可能的放射治疗和药物递送具有重要的指示。
2012-10-02 physics.bio-ph physics.med-ph
Electrospun nanofibers in cancer research: from engineering of in vitro 3D cancer models to therapy
静电纺丝在历史上与组织工程相关，因为其能够产生具有与活组织的细胞外基质的机械和功能特性极其相似的机械和功能特性的纳米/微米级纤维材料。电纺纤维基质的普遍兴趣最近已扩展到癌症研究，既作为体外癌症建模的支架，又作为体内治疗递送的贴片。在这篇综述中，我们研究静电纺丝的过程中使用的大多数材料提供了一个简要的描述和概述，在这个过程中，讨论了改变工艺参数对纤维构象和组件的影响。然后，我们描述了两种不同的应用程序的静电纺丝服务的癌症研究：首先，作为三维（3D）的纤维材料，用于产生在体外临床前癌症模型;其次，作为补丁封装抗癌剂在体内传递。
2021-02-25 physics.bio-ph q-bio.TO
A multi-scale approach to the physics of ion beam cancer therapy
我们提出了一个多尺度的方法来理解物理学相关的离子/质子束癌症治疗和计算的概率的DNA损伤的患者的能量（高达430 MeV/u）的离子照射的结果。这种方法对于不同的尺度是包容性的，从由离子停止定义的长尺度开始，接着是由次级电子和自由基定义的较小尺度，最后是由次级电子与DNA的相互作用定义的最短尺度。我们提出了计算的DNA的单链和双链断裂的概率，并提出了进一步阐述这种计算的方式。
2008-07-16 physics.bio-ph physics.chem-ph
Structural Effects and Competition Mechanisms Targeting the Interactions between p53 and Mdm2 for Cancer Therapy
大约一半的人类癌症显示正常的TP 53基因和Mdm 2和/或MdmX的异常过表达。这一事实促进了靶向p53与Mdm 2/MdmX之间的相互作用的有希望的癌症治疗策略。为了开发破坏p53-Mdm 2/MdmX相互作用的抑制剂，我们利用随机分子动力学模拟从原子水平系统地研究了p53及其抑制剂与Mdm 2和MdmX的结构和相互作用特征。我们发现Mdm 2和MdmX结构中的某些特定的$α$螺旋在它们与抑制剂的结合中起着关键作用，并且P53的Trp 23残基与Mdm 2/MdmX中的对应物形成的氢键决定了破坏Mdm 2-P53相互作用和从Mdm 2-P53复合物中取代P53的动态竞争过程{ \it in vivo}。希望本文的研究结果能为设计功能性抑制剂和实现肿瘤基因治疗提供基础信息。
2017-01-18 physics.bio-ph q-bio.BM q-bio.MN
Catalytically active NaNbO3 nanorods for sonodynamic cancer therapy
本研究首次合成 NaNbO3 纳米声敏剂，在超声下产生活性氧诱导细胞凋亡，经体外和体内实验证实其可有效杀伤乳腺癌细胞，为声动力治疗提供新平台。
2023-10-18 physics.bio-ph physics.chem-ph
Blocking of DNA specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules in the process of ion beam therapy of cancer cells
在离子束治疗方法中照射癌细胞后，细胞培养基中过氧化氢的浓度显著增加。但过氧化氢分子在癌症治疗中的作用尚未确定。我们假设过氧化物分子与DNA原子团的相互作用可以阻断癌细胞的遗传信息并导致其中和。为了了解细胞中DNA失活的可能性，在本研究中，考虑了过氧化氢分子与DNA特异性识别位点（核酸碱基）形成复合物。采用原子-原子势函数方法和量子化学方法，基于密度泛函理论，研究了过氧化物和水分子与碱基配合物的空间构型和能量最小值.确定了过氧化氢分子与核酸碱基相互作用的最可能位置，并显示了阻断遗传信息传递过程的可能性。所获得的数据使我们能够制定一个新的机制的离子照射作用于活细胞，这可能是有用的癌症治疗。
2018-11-27 physics.bio-ph physics.chem-ph q-bio.BM
Effects of a Differentiating Therapy on Cancer-Stem-Cell-Driven Tumors
已经发现许多实体瘤的生长是由化疗和放疗抗性癌症干细胞（CSC）驱动的。在这些情况下，合适的治疗途径可能涉及使用分化剂（DA）来迫使CSC分化，以及使用常规疗法来消除剩余的分化的癌细胞（DCC）。为了描述DA将CSC重新编程为DCC的影响，我们采用了一个微分方程模型来研究肿瘤球，该模型假设由联合进化的CSC和DCC群体组成。我们分析了模型的数学性质，找到了平衡点及其稳定性。我们还提出了数值解和相图来描述系统的演变和治疗效果，表示DA强度的参数\(a_{dif}\)。为了获得现实的预测，我们选择的其他模型参数是那些先前确定的适合各种实验数据集。这些数据集表征了各种培养条件下肿瘤的进展。通常，对于小的\(a_{dif}\)值，肿瘤向包含CSC部分的最终状态发展，但是强治疗导致该表型的抑制。尽管如此，不同的外部条件导致了非常不同的行为。对于某些环境条件，该模型不仅预测治疗强度的阈值，而且预测其开始时间的阈值，早期开始可能至关重要。总之，我们的模型显示了DA的作用不仅取决于药物应用的剂量和时间，而且还取决于肿瘤的性质及其环境。
2023-03-08 physics.bio-ph q-bio.TO
Multiscale model for the effects of adaptive immunity suppression on the viral therapy of cancer
溶瘤病毒疗法-使用特异性杀死肿瘤细胞的病毒-是治疗癌症的创新和非常有前途的途径。然而，其治疗效果主要受到宿主对病毒感染的免疫应答的影响。在目前的工作中，我们提出了一个多尺度数学模型来研究免疫反应如何干扰病毒的溶瘤活性。该模型假设细胞毒性T细胞可以诱导受感染癌细胞的凋亡，并且游离病毒可以通过中和抗体灭活或通过先天免疫应答以恒定速率清除。我们的模拟表明，重新编程肿瘤中的免疫微环境可以显著增强免疫活性宿主中的溶瘤病毒治疗。这种重编程的可行途径是原位病毒介导的CD $8^+$ T细胞运动性损害或阻断B和T淋巴细胞募集。我们的理论结果可以揭示病毒载体的设计或新的协议与整洁的潜在影响的临床实践。
2013-02-15 physics.bio-ph q-bio.CB q-bio.TO
Mechanism of Laser/light beam interaction at cellular and tissue level and study of the influential factors for the application of low level laser therapy
在发现激光治疗后，人们意识到它在伤口愈合和减轻疼痛方面具有有用的应用，但由于对机制和剂量反应的理解不足，这种技术在治疗应用方面仍然存在争议。为了了解工作和有效性，进行了不同的实验，以确定在细胞和组织水平的激光束的效果。本文讨论了弱激光与不同光源在组织和细胞水平上的相互作用机理，以及弱激光临床应用的剂量学原理。还对目前临床治疗中使用的不同应用技术和方法进行了综述。
2016-06-15 physics.bio-ph physics.med-ph physics.optics
