目的到目前为止,人们已经发展了各种光热转换材料,包括贵金属纳米材料、碳基材料、过渡金属硫化物、金属氧化物、有机纳米颗粒和有机染料等,并在活体肿瘤的光热治疗中得到了广泛应用。然而大多数传统光热转换材料存在制备和提纯步骤复杂、肿瘤富集效率低、潜在生物毒性大和难以大规模生产等难以避免的局限性。本研究通过将商业化固态铁粉转化为水凝胶制备千克级海藻酸-Ca²⁺-铁粉水凝胶用于增强型光热治疗,提出了一种绿色高效的策略。材料和方法海藻酸-Ca²⁺-铁粉水凝胶的制备:海藻酸-Ca²⁺-铁粉水凝胶制备采用简单、温和的混合方法。首先将海藻酸钠溶液快速加入氯化钙溶液中,经快速搅拌形成海藻酸-Ca²⁺水凝胶。在制备好的海藻酸-Ca²⁺水凝胶中加入不同质量的铁粉,用玻璃棒进行快速搅拌,最终生成均匀的海藻酸-Ca²⁺-铁粉水凝胶。海藻酸-Ca²⁺-铁粉水凝胶的表征及应用:对所制备的上述海藻酸-Ca²⁺-铁粉水凝胶进行表征。通过标准的细胞毒性实验、昆明鼠的组织病理学分析、昆明鼠体重监测来研究海藻酸-Ca²⁺-铁粉水凝胶的细胞毒性和活体毒性;通过细胞活力测定、荷瘤鼠肿瘤模型来考察细胞和活体水平的光热治疗效果。结果所制备的海藻酸-Ca²⁺-铁粉水凝胶具有铁粉负载能力高、长期稳定性好、规模化生产能力好、成本低廉、可注射性良好、光热升温性能可靠等优点。更重要的是,颗粒大和疏水性使得铁粉具有良好的肿瘤滞留作用,减少了材料向肿瘤周围正常组织的扩散,极大地提高了肿瘤治疗效率,减少了副作用。细胞毒性和体内毒性研究表明,海藻酸-Ca²⁺-铁粉水凝胶具有良好的生物安全性。体内实验和体外实验均表明,所制备的海藻酸-Ca²⁺-铁粉水凝胶可通过简单无创注射的方式来实现体内高效和安全的肿瘤治疗。结论综上所述,基于绿色的“变固为胶”策略,我们制备出一种高效、安全和廉价的海藻酸-Ca²⁺-铁粉水凝胶用于活体肿瘤光热治疗。通过分散在海藻酸-Ca²⁺水凝胶中,将廉价和商品化的铁粉从固体颗粒转化为可注射水凝胶,打破了大颗粒的固态铁粉应用于生物活体的限制,充分利用了固态大颗粒铁粉易于滞留于肿瘤部位的能力,利用所制备的海藻酸-Ca²⁺-铁粉水凝胶在体内外实现了肿瘤的高效光热治疗。本研究开发的海藻酸-Ca²⁺-铁粉水凝胶不仅使铁粉应用于生物活体,而且为构建高效、安全和具有临床转化潜力的光热治疗材料开辟了一条新的绿色技术。