Vascular-targeted photodynamic therapy (V-PDT) is an effective treatment for port wine stains (PWS). However, repeated treatment is usually needed to achieve optimal treatment outcomes, possibly due to the limited treatment light penetration depth in the PWS lesion. The optical clearing technique can increase light penetration in depth by reducing light scattering. This study aimed to investigate the V-PDT in combination with an optical clearing agent (OCA) for the therapeutic enhancement of V-PDT in the rodent skinfold window chamber model. Vascular responses were closely monitored with laser speckle contrast imaging (LSCI), optical coherence tomography angiography, and stereo microscope before, during, and after the treatment. We further quantitatively demonstrated the effects of V-PDT in combination with OCA on the blood flow and blood vessel size of skin microvasculature. The combination of OCA and V-PDT resulted in significant vascular damage, including vasoconstriction and the reduction of blood flow. Our results indicate the promising potential of OCA for enhancing V-PDT for treating vascular-related diseases, including PWS.

目的: 体外构建符合人体生理环境的龋齿模型, 探讨光动力疗法(Photodynamic therapy, PDT)防龋过程中, PDT对口腔生物膜中致龋菌变形链球菌以及远缘链球菌的作用; 分析PDT防龋不同剂量的光敏剂以及激光能量对龋齿菌斑抑菌效果的影响, 为防龋的临床实践提供实验依据。方法: 通过体外远缘链球菌和变形链球菌体外抑菌实验, 选择合适的光敏剂和激光剂量; 选用变形链球菌以及远缘链球菌在体外构建符合人体生理环境的龋齿模型, 并对人工龋模型中口腔生物膜生长曲线进行检测, 以及釉质块表面显微硬度测定; 检测HMME-PDT对细菌生长活力以及产酸的影响, 采用显微硬度分析龋齿表面硬度变化, 探讨PDT防龋的作用机制。结果: 通过在体外对变形链球菌以及远缘链球菌的培养实验, 选定HMME-PDT防龋的最佳HMME剂量为50 μg/ml, 激光光照剂量为78 J/cm2; 将牙釉质与致龋菌的共培养成功构建人工龋模型, 人工龋齿组釉质表面显微硬度显著低于致龋前, 差异有统计学意义(P＜0.05); 口腔生物膜内致龋菌的生成曲线在第3天达到平台期; PDT防龋可有效的抑制人工龋口腔生物膜中远缘链球菌以及变形链球菌的生长活力和产酸能力, 相比于阴性对照组, 差异有统计学意义(P＜0.05), 从而维持人工龋釉质块表面显微硬度, 并显著高于其他组, 差异有统计学意义(P＜0.05); 在大鼠龋齿模型中, PDT治疗能够显著改善大鼠牙龈上皮组织, 骨组织等的异常。结论: 选择合适的光敏剂剂量以及最佳的激光光照剂量, 可有效的抑制人工龋口腔生物膜中远缘链球菌以及变形链球菌的生长活力, 抑制其产酸能力, 从而防止釉质的表面显微硬度进一步被破坏, HMME-PDT在龋齿的治疗中有着重要的临床价值。

用超声驱动方法合成了CdSe/TiO2复合纳米粒子, 并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光(UV-Vis)吸收光谱和荧光(FS)光谱对CdSe/TiO2复合纳米粒子进行表征。使用CCK-8法测定CdSe/TiO2对白血病细胞的可见光光催化活性并通过SEM研究HL60细胞的表面超微结构形态。实验结果表明, 用CdSe/TiO2复合纳米粒子处理的组中观察到明显的HL60细胞生长抑制, 并且HL60细胞在CdSe掺杂TiO2复合纳米粒子作用下的PDT效率显著高于TiO2, 表明可以通过CdSe的修饰有效增强TiO2的可见光光催化活性。此外, CdSe/TiO2在可见光辐照下在4 μg/mL的终值浓度下显示非常高的光动力效率, 达76%。荧光光谱分析表明, CdSe/TiO2复合纳米粒子可能通过分离光生空穴电子对提高此复合纳米粒子的光催化活性, 从而提高CdSe/TiO2对HL60细胞的PDT灭活效率。

文章主要研究叶酸修饰硫掺杂二氧化钛(FA-S-TiO2)纳米颗粒光催化灭活作用并初步探讨FA-S-TiO2增强了TiO2光催化灭活效率的作用机理。利用固相反应的方法制备了S-TiO2, 并利用表面修饰的方法制备了FA-S-TiO2。通过紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis),荧光光谱, 傅里叶红外光谱(FTIR), 透射电镜(TEM)等手段对样品进行了表征。利用Cell Counting Kit-8(CCK-8)法分别检测TiO2、S-TiO2、FA-S-TiO2对HL60细胞的灭活效应, 并采用活性氧检测等方法进行了分析研究。细胞实验结果表明, 在暗室条件下, 随着叶酸修饰S-TiO2的比例增加, 细胞的存活率随之减少; 在光照条件下, 细胞的存活率明显下降。其中FA-S-TiO2样品1对HL60细胞的灭活效率最高, 达到72%。其相应的活性氧含量也是最高。同时, 通过荧光光谱推测FA-S-TiO2提高HL60细胞对该纳米颗粒摄取效率, 进而增强PDT灭活效果。

文章采用溶胶凝胶法制备核壳CdTe/TiO2复合纳米颗粒, 探讨了该复合纳米颗粒体外PDT对HL60细胞的灭活作用。通过扫描电镜(TEM)、X射线光电子衍射仪(XPS)对CdTe/TiO2进行表征。文中, 用紫外可见光吸收光谱(UV-vis)测得尺寸为2-5 nm的CdTe QDs吸收峰为460 nm。研究表明, CdTe/TiO2复合纳米颗粒尺寸在80 nm左右, 其吸收光谱相较于TiO2的光响应区拓展至可见光区。将CdTe/TiO2与HL60细胞进行共同孵育, 采用CCK-8法研究了其在暗室条件下细胞的生长情况和浓度对细胞相对存活率的影响以及在不同浓度的CdTe/TiO2复合纳米颗粒PDT后的细胞活性。实验结果表明: 在共同孵育16 h后CdTe/TiO2对HL60细胞的毒性最强, 10～320 μg/mL浓度的CdTe/TiO2样品对HL60细胞均具有较强的灭活作用。当添加CdTe/TiO2样品浓度为320 μg/mL时, 光照1 h后PDT灭活效率达到87.7%。

本文研究了核壳结构CdS-TiO2纳米颗粒光对HL60细胞光催化灭活作用, 并初步探讨了CdS量子点增强TiO2光催化灭活效率的作用机理。实验利用超声法制备了核壳结构CdS-TiO2纳米颗粒, 使用CCK-8法检测了其对白血病HL60细胞的光催化灭活效果, 并采用活性氧分析和荧光发光光谱等分析手段对CdS量子点增强TiO2光催化灭活效率的作用机理进行了分析。细胞实验结果表明, 在暗室条件下, 随着CdS包裹的TiO2外壳的增厚, 细胞的暗室存活率从28.5%逐渐上升至80%; 在可见光照下, 细胞的存活率显著下降。CdS-TiO2纳米颗粒对HL60细胞的光催化灭活率均超过60%, 其中CdS-TiO2样品0.6对HL60细胞的光催化灭活效率最高, 达到95%。根据荧光光谱和活性氧含量分析的结果推测, 这可能是由于核壳结构的CdS内核与TiO2外壳之间产生了有效的电子转移, 抑制了TiO2的空穴电子的复合, 增强了TiO2外壳的光催化活性, 最终增加了TiO2对HL60细胞的PDT灭活效果。

组织氧合作用和光敏剂应用在疾病诊治中都有着重要的作用, 因此其实时在体无损检测很有意义。光动力疗法涉及光敏剂、光和氧分子三大要素,其疗效受组织氧合作用影响。本文对光声成像(PAI)、光声寿命成像(PALI)和多光谱光声层析成像(MSOT)等光声成像技术在光动力疗法的研究和应用中的使用现状进行了综述。对相关设备系统在检测光敏剂、组织氧分压和微血管损伤等方面的应用原理和技术分别进行了介绍, 并总结了这些技术的应用前景。

The time- and spectral-resolved set-up for measurements of weak infrared luminescence of photosensitizers (PSs) and singlet oxygen using optical lightguides was used on skin of laboratory animals in vivo. Wistar rats with abdominal incisions treated by methylis aminolevulinitis (MAL) were used as a model. A control group of animals with abdominal incisions was also tested. Spectrally resolved fluorescence of the PS was acquired during the treatment from the same spot. The intensity and spectral profile of the fluorescence signal from the skin can be used to guide the detection setup to the investigated spots in the lesion. The rate of bleaching of Protoporphyrin IX band and appearance of a band of its photoproducts during the treatment can be characterized by the exposition ED, under which the latter becomes dominant feature in fluorescence spectrum. ED value differs statistically significantly between the normal skin and the lesion treated by MAL. No direct proportionality was found between the fluorescence signal and singlet oxygen production. Nevertheless, the strong fluorescence signal is necessary but not a sufficient condition for higher singlet oxygen production in vivo. ED value correlates rather well with production of singlet oxygen, but differently in lesion and normal skin. Lifetimes of singlet oxygen differ between spots outside and in the lesion. PS triplet state lifetimes exhibit weak difference between spots treated and untreated by MAL.

为研究TiO₂和CdTe量子点间荧光共振能量转移效率对PDT体外灭活HL60细胞的影响，本文以发射波长为407.8 nm的TiO₂为供体，CdTe为受体，通过TiO₂与CdTe超声混合构建荧光共振能量转移体系，研究了TiO₂和CdTe量子点间荧光共振能量转移；其中体系中TiO₂浓度为200 μg/mL时，通过逐渐增加体系中CdTe浓度来观察供体TiO₂荧光强度变化，根据Forster能量共振转移理论计算体系能量转移效率。之后将体系用于PDT体外灭活HL60细胞的实验研究，采用CCK- 8 法，结合酶联免疫检测仪进行细胞活性检测，得出不同浓度下体系的PDT灭活效率。发现当TiO₂-CdTe体系荧光共振能量转移效率20.21%时，PDT灭活效率为53.75%，而当体系能量转移效率为6.77%时，灭活效率达到了71.54%，实验表明在一定浓度范围内，TiO₂-CdTe混合体系荧光共振能量转移效率低时，PDT灭活效率更高。这可能是由于TiO₂-CdTe之间能量共振转移低时，容易致使TiO₂表面光生电子和空穴复合率降低，提高了二氧化钛的光催化活性，导致灭活效率增高。