二维Ti3C2纳米片用于乳腺癌光热治疗的研究文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

陶瓷生物材料已经研究了几十年，生物陶瓷复合材料是指由生物陶瓷与生物陶瓷，或生物陶瓷与其它无机材料、有机材料复合而成的复合型生物材料。根据材料的不同复合方式，可分为表面涂层复合材料、颗粒弥散增强及纤维补强材料。例如HAP或磷酸盐玻璃以颗粒的形式和PE, PLA和聚羟基化合物等多聚物复合，能得到低模量而强度和骨接近的活性材料纤维补强材料土要是用纤维来提高生物玻璃或有机物的强度，如由金属纤维、Si3N4纤维补强的HAP,碳纤维补强的生物玻璃使聚合物的抗弯强度得到了显著提高。可用来制备人工腱和韧带等。但它们在癌症治疗中潜在的生物医学应用受到的关注较少，主要是由于它们缺乏对抗癌症的相关材料功能。癌症作为严重威胁人类生命和健康的疾病,一直是医疗和科研人员努力攻克的难题。对于全球女性来说乳腺癌是发病率最高的癌症,若能对不同亚型的乳腺癌进行即时性诊断和针对性治疗则可有效延长病患的生命长度、改善病患的生存质量,因此针对乳腺癌进行相关研究有重大的实际临床意义。近年来,纳米材料作为生物成像探针和药物载体已引起广泛关注,如何借助纳米材料自身的特点和优势解决生物医学难题,是纳米科学研究领域中的一个热门方向----纳米生物医学。目前纳米生物医学的研究主要集中在疾病的诊断和治疗两方面。

MXenes是一种新型多功能二维材料系列，含有大量过渡金属碳化物和碳氮化物，具有许多吸引人的特性。虽然MXenes具有较高导电性和表面活性, 但是MXenes片层间存在较大接触电阻, 限制了MXenes导电网络的形成。为此,设计基于二维纳米片层的杂化结构是拓宽二维材料应用的重要手段。通过从MAX相的层状三元碳化物中提取A元素来合成MXenes，其中M是早期过渡金属碳化物，A是A族元素，X是C或N。许多潜在的应用已被探索，包括能量储存、转换和离子筛^[1-4]。

基于近红外激光的肿瘤的光热疗法（PTT）是一种微创或非侵入性的治疗方式，能有效降低对正常组织的毒副作用。光热疗法的原理是利用激光产生的热量杀死癌细胞。在使用近红外激光照射后，光热制剂可以把激光能量高效转变为热能，使肿瘤部位得到加热。这是一种微创技术，已被用于治疗各种癌症和其他疾病。在近红外光照射下,光热试剂吸收光能后,在肿瘤组织周围产生大量的热能, 从而杀死肿瘤细胞, 产生光热毒性。光源作为一种外部刺激因子具有时空可控性, 因此, 通过控制光源的开关能有效控制光热疗法在体内进行的时间及空间, 从而实现只在肿瘤部位产生光热毒性, 有效降低临床上肿瘤治疗过程中产生的全身毒副作用, 实现肿瘤的精准治疗,是一种新兴的肿瘤治疗策略。光源的组织穿透深度与光在组织中的反射、散射及组织吸收有关, 波长在650 nm~1350 nm的红外光的组织穿透能力要明显强于紫外或可见光, 并且紫外或可见光存在一定的光毒性,而红外光无明显的光毒作用。过去十年来，大量的近红外诱导纳米材料，如金纳米棒^[5]，碳基纳米材料^[6]，硫化铜纳米粒子^[7]，和稀土化合物^[8]，以及许多有机纳米粒子和聚合物已被广泛研究作为用于肿瘤消融的光热剂。最近，由于其独特的超薄纳米结构和高光热转换效率，2D纳米片作为PTT剂引起了相当大的关注，理想的光热剂不仅应该在NIR区域具有足够高的消光系数，以确保优异的NIR光热性能，还可以满足生理环境中日益严格的生物相容性要求。

本论文中，我们研究了一种超薄碳化钛（Ti₃C₂）纳米片（MXenes）的新型光热剂，其在NIR区域具有非常高的吸收，用于小鼠模型中肿瘤的高效体内光热消融，这也正表明了MXene在生物医学中的潜在应用，尤其是肿瘤的PTT治疗。通过碳化钛纳米片的半金属特征，即局域表面等离子体共振（LSPR）效应，超薄碳化钛纳米片显示出NIR激光照射（808nm）的强吸收和转换效率。我们运用了化学剥离方法合成了二维碳化钛纳米片。通过40％HF水溶液蚀刻MAX相Ti₃Al_C2以除去Al层。为了使MAX相分层，将TPAOH在水中插入蚀刻的碳化钛粉末传统的去角质过程通常产生具有极大片材尺寸的碳化钛，其不可能被癌细胞或静脉内给药所吸收。在此，已经发现延长HF蚀刻的时间可以显着减小碳化钛纳米片的平面尺寸。以期通过UV-VIS光谱确定碳化钛纳米片的最大吸收波长，动态光散射仪测定碳化钛纳米片的粒径，X射线衍射及透射电镜测定碳化钛纳米片的结构形态。体外研究不同浓度的碳化钛纳米片及不同光功率对光转热效率的影响。细胞实验中，测定材料对细胞的毒性已验证材料的安全性。综上，本论文主要预期合成一种用于癌症治疗的新型陶瓷光热剂碳化钛纳米片（MXenes）并证明其抗肿瘤特性。

参考文献：

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