Nanoscale metal−organic frameworks for combined photodynamic & radiation therapy in cancer treatment

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作者
Jingjing Liu,Yu Yang,Wenwen Zhu,Xuan Yi,Ziliang Dong,Xiaona Xu,Meiwan Chen,Kai Yang,Guang Lü,Lixin Jiang,Zhuang Liu
出处
期刊:Biomaterials [Elsevier BV]
卷期号:97: 1-9 被引量:401
标识
DOI:10.1016/j.biomaterials.2016.04.034
摘要

Nanoscale metal organic frameworks (NMOFs) have shown great potential in biomedicine owing to their structural/chemical diversities, high molecular loading capacities, and intrinsic biodegradability. Herein, we report the rational design of a NMOF composed by hafnium (Hf4+) and tetrakis (4-carboxyphenyl) porphyrin (TCPP). In such Hf-TCPP NMOFs, while TCPP is a photosensitizer to allow photodynamic therapy (PDT), Hf4+ with strong X-ray attenuation ability could serve as a radio-sensitizer to enhance radiotherapy (RT). Those NMOFs with polyethylene glycol (PEG) coating show efficient tumor homing upon intravenous injection, and thus could be used for in vivo combined RT & PDT, achieving a remarkable anti-tumor effect. Importantly, Hf-TCPP NMOFs show efficient clearance from the mouse body, minimizing concerns regarding their possible long-term toxicity. Our work thus presents a new concept of developing multifunctional NMOFs as a biodegradable carrier-free system, in which both metal ions and organic ligands are fully utilized to exert their therapeutic functions.
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