综述：基于海藻酸的光敏剂的表面修饰与纳米递送：光物理优化及其生物医学应用

《Journal of Nanobiotechnology》：Surface modification and nanodelivery of hypocrellin-based photosensitizers: photophysical optimization and biomedical applications

摘要

光动力疗法（PDT）因其具有微创性和精确的时空控制能力而成为一种先进的治疗方式。然而，其临床应用受到传统光敏剂（PSs）的限制，这些限制包括在水中的溶解度低、在650–800纳米光治疗窗口（PTW）内的吸收较弱以及肿瘤靶向性不足。作为一种源自中国的独特天然苝醌类光敏剂，海藻红素（hycrellin）表现出优异的光物理特性，如在可见光区域具有强吸收能力和高单线态氧（¹O₂）产额。然而，其疏水性和在PTW范围内的吸收不足严重阻碍了其在生物医学中的应用。近年来，通过合理的修饰和纳米递送工程，海藻红素的水溶性、生物相容性和肿瘤靶向能力得到了提升。特别是通过调整表面修饰使其吸收波长红移至近红外PTW范围，使得基于海藻红素的纳米平台能够与多种协同疗法（包括PDT、声动力疗法（SDT）、化疗和光热疗法（PTT）相结合。这些纳米平台利用病理微环境的特性通过协同效应增强治疗效果。本文综述了海藻红素的光动力机制、表面修饰策略及纳米递送设计，重点介绍了其在抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗炎和多模式疗法中的应用进展，并深入分析了克服肿瘤缺氧微环境和海藻红素基纳米载体生物安全挑战的策略。最后，展望了刺激响应性递送系统的开发，旨在为这种天然光敏剂的临床应用提供关键见解。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

光动力疗法（PDT）因其具有微创性和精确的时空控制能力而成为一种先进的治疗方式。然而，其临床应用受到传统光敏剂（PSs）的限制，这些限制包括在水中的溶解度低、在650–800纳米光治疗窗口（PTW）内的吸收较弱以及肿瘤靶向性不足。作为一种源自中国的独特天然苝醌类光敏剂，海藻红素（hycrellin）表现出优异的光物理特性，如在可见光区域具有强吸收能力和高单线态氧（¹O₂）产额。然而，其疏水性和在PTW范围内的吸收不足严重阻碍了其在生物医学中的应用。近年来，通过合理的修饰和纳米递送工程，海藻红素的水溶性、生物相容性和肿瘤靶向能力得到了提升。特别是通过调整表面修饰使其吸收波长红移至近红外PTW范围，使得基于海藻红素的纳米平台能够与多种协同疗法（包括PDT、声动力疗法（SDT）、化疗和光热疗法（PTT）相结合。这些纳米平台利用病理微环境的特性通过协同效应增强治疗效果。本文综述了海藻红素的光动力机制、表面修饰策略及纳米递送设计，重点介绍了其在抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗炎和多模式疗法中的应用进展，并深入分析了克服肿瘤缺氧微环境和海藻红素基纳米载体生物安全挑战的策略。最后，展望了刺激响应性递送系统的开发，旨在为这种天然光敏剂的临床应用提供关键见解。

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