美國科學家最近發現，奈米微粒的形狀對於穿透腫瘤的難易程度具有重大影響。比起圓盤狀或球形構造，方塊狀的奈米籠(cubic nanocage)和奈米棒(nanorod)更容易進入腫瘤。此研究結果將有助於設計出更好的奈米結構，使診斷和治療癌症的方法更有效率。 奈米結構可以將藥物投送至腫瘤細胞的內部，然而影響投藥效率的因素眾多，其中以奈米結構的形狀最為關鍵。因此，瞭解哪一種是最好的形狀就相當重要了。目前相關研究的困難之處在於不易追蹤活體內(in vivo)奈米結構的移動情形。 由喬治亞理工學院(Georgia Tech)的Younan Xia及華盛頓大學醫學院的Yongjian Liu領導的研究團隊最近製作出晶格內含有放射性元素Au-198的奈米金，其結構主要有四種形狀：圓盤、短棒、球體和籠狀立方體，大小約在50-10 nm之間。透過測量Au-198衰變產生的伽瑪射線(gamma radiation)，科學家就能追蹤奈米結構在小鼠腫瘤內散佈的情形。 四種奈米微粒如下：奈米盤(nanodisk)是直徑100 nm、厚7 nm的2D圓形，奈米棒是寬10 nm、長50 nm的1D結構，奈米球(nanosphere)是直徑約50 nm的球體，籠狀奈米顆粒則是壁上有孔洞的立方體中空構造，邊長約50 nm，壁厚約5 nm。Xia表示，比較上述四種奈米結構在小鼠異種移植(xenograft)乳癌中散佈的情形，發現不同形狀的奈米結構穿透腫瘤的速率不同，在小鼠體內的分佈也不同。此研究將有助於發展出更好的癌症造影與治療策略。 該團隊發現奈米棒不像其他形狀的奈米構造那麼容易累積在腫瘤內，但由於奈米棒的直徑小於50 nm，可以穿越腫瘤微血管的孔洞，到達腫瘤的核心處；反觀奈米球和盤狀金粒子，只會停留在腫瘤的表面。有趣的是籠狀奈米顆粒卻可以到達腫瘤的核心處，成因可能是它的中空結構和低密度的構造。研究顯示，形狀對於含Au的奈米結構是如何進入和分佈於腫瘤內的影響真的很大。 該團隊現階段將致力於縮小奈米結構的尺寸，以增加它們停留在血液的時間與穿透癌細胞的能力，同時也計畫用含放射性元素的奈米結構測試其他癌症模型，如原位移植(orthotopic)的小鼠乳癌細胞。未來將進一步用靶向配體(targeting ligand)功能化奈米結構的表面，使其更易進入腫瘤細胞中。詳見近期ACS Nano | DOI: 10.1021/nn406258m。 |