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Nanozyme with Robust Catalase Activity by Multiple Mechanisms and Its Application for Hypoxic Tumor Treatment

光热治疗 过氧化氢酶 纳米片 光动力疗法 体内 催化作用 化学 缺氧(环境) 纳米技术 生物物理学 材料科学 组合化学 生物化学 氧气 生物 有机化学 生物技术
作者
Chongchong Wang,Yanqing Li,Weijie Yang,Lin Zhou,Shaohua Wei
出处
期刊:Advanced Healthcare Materials [Wiley]
卷期号:10 (19) 被引量:59
标识
DOI:10.1002/adhm.202100601
摘要

Abstract Utilizing catalase‐mimicking nanozymes to produce O 2 is an effective method to overcome tumor hypoxia. However, it is challenging to fabricate nanozymes with ultrahigh catalytic activity. Palladium nanosheet (Pd NS), a photothermal agent for photothermal therapy (PTT), has superior catalase‐mimicking activity. Here, titanium dioxide (TiO 2 ) is used to modify Pd NS (denoted Pd@TiO 2 ) by a simple one‐step method to improve its catalytic activity about 8 times. The enhancement mechanism's fundamental insights are discussed through experiments and density functional theory calculations. Next, zinc phthalocyanine is loaded on Pd@TiO 2 to form a nanomotor (denoted PTZCs) with the synergistic activities of photodynamic therapy and PTT. PTZCs inherit the catalase activity of Pd@TiO 2 to facilitate the decomposition of endogenous H 2 O 2 to O 2 , which can relieve tumor hypoxia and propel PTZC migration to expand the reach of PTZCs, further enhancing its synergistic treatment outcome both in vitro and in vivo. It is proposed that this work can provide a simple and effective strategy for catalytic activity enhancement and bring a critical new perspective to studying and guiding the nanozyme design.
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