光动力疗法(PDT)是一种综合利用光敏剂、光和氧分子，通过光动力反应选择性地治疗恶性肿瘤、血管性病变和微生物感染等疾病的新型疗法。PDT作为光治疗的一种重要方法，已逐渐成为继手术、放疗和化疗之后治疗肿瘤的第四种微创疗法，同时还是治疗鲜红斑痣等特殊疾病的首选疗法。本文简要回顾PDT的研究现状；以提高PDT疗效为目标，重点分析光敏剂、光源、组织氧含量、协同治疗、量效评估等基础研究以及临床应用的研究进展；讨论临床个性化精准PDT及其推广应用所面临的挑战和发展方向。

随着医疗光电产品的升级, 人们对便携式医疗设备和全天候监测医学传感器的需求日益增大。得益于有机电致发光二极管(OLED)的柔性、可拉伸、轻薄、均匀辐照和贴合皮肤表面等优点, 其正成为可穿戴式生物医学设备的新型光源。本文详细介绍了OLED在光动力疗法、光电容积脉搏监测、光吸收式血氧监测、光遗传学和光生物调制等领域的应用进展, 充分展示了OLED在医疗光电产品中的应用潜力。为了满足临床应用对光源的需求, 提高OLED发光功率及延长其寿命是未来的重要发展方向。

光动力疗法(PDT)是一种联合利用光敏剂、光和氧分子,通过光动力反应选择性治疗恶性肿瘤和良性疾病的微创疗法。光源作为PDT的三大关键要素之一,其发光波长、照光方式以及剂量直接决定PDT疗效。针对临床治疗对光源的性能需求,探讨了发光二极管(LED)作为PDT光源的技术优势。深入介绍了LED阵列光源,以及用于发展可穿戴式、可植入式新型PDT光源的有机LED、量子点LED和无线驱动LED的研究进展。全面总结了LED在离体细胞、活体动物以及临床PDT等方面的应用现状。研发波长可切换的多波长LED并实现照光区域和剂量的实时调控是未来智能个性化PDT光源的发展趋势。

早在1916年，爱因斯坦提出了受激辐射理论。而在1960年，西奥多·梅曼研制出世界上第一台激光器,真正实现了“受激辐射光放大”（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，LASER）（激光）。1961年激光就用于视网膜脱落的治疗，开启了激光在医学领域的应用。60年来，激光已经融入现代科学技术和社会经济的各个领域，全息照相技术、激光冷却俘获原子、超短激光闪光成像技术、高强度和超短激光脉冲等多项与激光密切相关的研究成果获得诺贝尔奖。进入21世纪，激光在生物医学和医疗健康领域的研究方兴未艾，基础研究和临床转化应用如火如荼，日新月异，绿色荧光蛋白、超分辨光学成像、光镊技术等也先后获得诺贝尔奖。这些重大突破进一步揭示了激光与生物组织相互作用的光物理与光化学机制，推动并促进了光学成像、光学诊断、光遗传，以及激光治疗与监测等方向的发展与临床应用。为了集中展示生物医学光子学领域的研究成果及进展，《中国激光》在2018年推出了“生物医学光子学专题”。该专题收到稿件95篇，录用54篇，收录48篇在专题中刊出。为纪念第一台激光器发明60周年，特别是充分展示中国在生物医学光子学领域的最新成果及研究进展，《中国激光》在2020年第2期推出“六十载激光与生物医学融合发展”专题，得到了本领域专家学者的积极支持。本专题共刊发20篇综述论文和22篇研究论文，涵盖了激光在生物医学中应用的多个领域，包括超分辨光学成像、二次谐波成像、多模态光学成像、医学光子治疗、纳米生物光子学、生物医学传感器、光声成像、光学相干断层成像和时间分辨多光子显微技术等。“六十载激光与生物医学融合发展”专题的论文由国内有影响力的一些团队撰写，有利于读者全面、深入了解我国在相关领域的最新研究进展和后续发展趋势。根据论文的研究和应用领域，我们将激光与生物医学融合发展的机遇与挑战归纳为三个方面。

光动力疗法(PDT)作为选择性治疗恶性肿瘤和良性疾病的精准靶向疗法,已获得了广泛的临床应用。如何利用先进的光学成像技术实现对PDT剂量的实时监测,是开展PDT个性化精准治疗的理论基础。本文介绍了PDT治疗过程中光敏剂、氧、单线态氧以及血管响应等所需监测的4个重要参量,重点总结了用于实时监测PDT参量的光学成像技术,并比较分析了这些技术的优势和局限性,最后讨论了光学成像技术在PDT临床转化应用中面临的挑战。

光动力疗法(PDT)是一种联合利用治疗光源、光敏剂和氧分子, 选择性治疗恶性肿瘤和良性疾病的精准靶向疗法。光源作为PDT治疗的关键要素之一, 其发光波长、照光方式和剂量直接影响疗效。本文详细介绍了太阳光、近红外光、X射线、在体发光和发光二极管等5种PDT光源的研究新进展, 并分析了这五种治疗光源在生物组织穿透深度上的不同特性以及所存在的不足。随后, 重点讨论了以提高PDT治疗精度为目标的体表照光和体内照光等两种个性化照光模式。研发操作简便、价格低廉、性能优异的新型PDT光源是未来的发展方向。

生物体内的活性氧(Reactive oxygen species, ROS)过量引起氧化应激将导致脂质、DNA和蛋白质氧化损伤, 从而引发一系列生理和病理反应。绿茶中茶多酚的主要成分表没食子儿茶素没食子酸酯((-)-Epigallocatechin-3-gallate, EGCG)具有强抗氧化性, 能有效抑制ROS。本文简要介绍了生物体内ROS的来源和EGCG的特性及其对ROS的抑制作用。通过检测玫瑰红水溶液在光敏化时所产生1O2的1 270 nm近红外发光, 分析比较了EGCG和迭代钠(NaN3)对1O2发光的淬灭过程, 发现EGCG对1O2的淬灭效果比NaN3更好, 为EGCG淬灭1O2的定量研究提供理论依据。

构建由脂肪乳剂和墨水组成的皮肤组织模型, 定量研究皮肤组织模型的吸收系数μa和散射系数μs对光敏化单线态氧(singlet oxygen, 1O2)发光特性的影响。利用1O2发光检测系统测量含光敏剂四硫磺基酞菁氯化铝的皮肤组织模型分别在中心波长为1 230, 1 270和1 310 nm处的时间分辨发光光谱, 对扣除背景信号后的时间分辨1O2发光光谱进行积分和拟合, 获得1O2发光积分强度以及激发三重态寿命τT和1O2寿命τD。结果表明在皮肤组织模型中, 1O2发光积分强度随着μa和μs的增大而减小, μa对τT和τD没有影响。τT随着μs的增加而增加, τD随μs的增加先骤降而后缓慢上升。当μa>1.5 mm-1和μs>32 cm-1时, 1O2发光积分强度和τT、τD均趋于稳定, 其中τT和τD分别为3.4±0.6 μs和3.3±0.7 μs。

血管靶向光动力疗法(Vascular targeted photodynamic therapy, V-PDT)已成为临床治疗鲜红斑痣和老年黄斑变性等血管性疾病的重要方法。V-PDT通过主动或被动血管靶向的作用机制诱发系列生物响应以封闭病变血管。本文评述了V-PDT的作用机制和血管生物学响应, 重点讨论了用于评估V-PDT中血管损伤的光谱与成像技术, 并分析了这些技术的优点和局限性。最后展望了用于评估V-PDT血管损伤的光学技术发展及其应用前景。