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温和热疗探针的材料化学设计、作用机制与疾病应用研究进展OA

Advances in the Material-Chemical Design,Mechanisms,and Disease Applications of Mild Temperature Hyperthermia Probes

中文摘要英文摘要

温和热疗(Mild temperature hyperthermia,MTH)通过将病灶温度控制在39~45℃,在保留组织活性的同时实现疾病干预,较传统高温热消融具有更好的安全性与可控性.MTH的治疗效果高度依赖探针材料对外场能量的转换效率及其对病灶部位生物学效应的精准调控.本文从材料化学角度综述了温和光热、声热、磁热及微波热探针的能量转化机制、结构设计与性能调控策略,重点分析了缺陷工程、能带调控及界面效应在优化探针热转换效率中的关键作用;并概述了MTH在热应激调控、膜通透性增强、血流灌注改善和免疫微环境重塑等方面的级联作用机制,以及其在肿瘤、心血管疾病、感染、组织修复和神经/代谢疾病中的应用研究进展.最后,结合临床转化现状,探讨了MTH在探针生物代谢、热场精准控制及标准化评价体系等面临的挑战与未来发展方向.

Mild temperature hyperthermia(MTH),which controls the temperature of lesions within 39~45℃,enables disease intervention while preserving tissue viability,and thus offers superior safety and controllability compared with conventional high-temperature thermal ablation.The therapeutic efficacy of MTH is highly dependent on the energy conversion efficiency of probes under external stimuli and their precise regulation of biological effects at lesion sites.From the perspective of materials chemistry,this review summarizes the energy conversion mechanisms,structural design,and performance regulation strategies of mild photothermal,sonothermal,magnetic hyperthermia,and microwave thermal probes.Particular emphasis is placed on the critical roles of defect engineering,band structure modulation,and interfacial effects in optimizing the thermoconversion efficiency of these probes.In addition,the cascade mechanisms of MTH,including regulation of thermal stress responses,enhancement of membrane permeability,improvement of blood perfusion,and remodeling of the immune microenvironment,are outlined,together with recent advances in its applications in cancer,cardiovascular diseases,infections,tissue repair,and neurological/metabolic disorders.Finally,in light of the current status of clinical translation,the challenges and future perspectives of MTH are discussed,particularly in terms of probe biodistribution and metabolism,precise thermal field control,and the establishment of standardized evaluation systems.

薛明超;韩敏佳;任文智;吴爱国

宁波大学材料科学与化学工程学院,宁波 315211||中国科学院宁波材料技术与工程研究所,先进诊疗材料与技术实验室,宁波市生物医学成像探针材料与技术重点实验室,中国科学院磁性材料与器件重点实验室,宁波 315201||宁波慈溪生物医学工程研究所,浙江省生物医学材料技术与应用国际合作基地,浙江省医用植介入材料工程研究中心,慈溪 315300宁波大学材料科学与化学工程学院,宁波 315211||中国科学院宁波材料技术与工程研究所,先进诊疗材料与技术实验室,宁波市生物医学成像探针材料与技术重点实验室,中国科学院磁性材料与器件重点实验室,宁波 315201||宁波慈溪生物医学工程研究所,浙江省生物医学材料技术与应用国际合作基地,浙江省医用植介入材料工程研究中心,慈溪 315300中国科学院宁波材料技术与工程研究所,先进诊疗材料与技术实验室,宁波市生物医学成像探针材料与技术重点实验室,中国科学院磁性材料与器件重点实验室,宁波 315201||宁波慈溪生物医学工程研究所,浙江省生物医学材料技术与应用国际合作基地,浙江省医用植介入材料工程研究中心,慈溪 315300中国科学院宁波材料技术与工程研究所,先进诊疗材料与技术实验室,宁波市生物医学成像探针材料与技术重点实验室,中国科学院磁性材料与器件重点实验室,宁波 315201||宁波慈溪生物医学工程研究所,浙江省生物医学材料技术与应用国际合作基地,浙江省医用植介入材料工程研究中心,慈溪 315300

化学化工

温和热疗探针材料化学调控能量转换微环境重塑

Mild temperature hyperthermiaProbesChemical regulationEnergy conversionMicroenvironment remodeling

《应用化学》 2026 (9)

1397-1419,23

四大慢病重大专项(No.2024ZD0525405)、国家自然科学基金(Nos.32571584,U25A20578)、应急管理部重点科技计划(No.2024EMST141408)和宁波市科技局(No.2023Z189)资助 Supported by the Noncommunicable Chronic Diseases-National Science and Technology Major Project(No.2024ZD0525405),the National Natural Science Foundation of China(Nos.32571584,U25A20578),the Key R&D Program of the Ministry of Emergency Management(China)(No.2024EMST141408)and Ningbo Science and Technology Bureau(No.2023Z189)

10.19894/j.issn.1000-0518.260059

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