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Photothermal-triggered control of sub-cellular drug accumulation using doxorubicin-loaded single-walled carbon nanotubes for the effective killing of human breast cancer cells

光热治疗 阿霉素 材料科学 碳纳米管 癌细胞 程序性细胞死亡 光热效应 细胞 生物物理学 细胞凋亡 纳米技术 癌症 癌症研究 化疗 医学 化学 生物化学 生物 外科 内科学
作者
Yunok Oh,Jun‐O Jin,Junghwan Oh
出处
期刊:Nanotechnology [IOP Publishing]
卷期号:28 (12): 125101-125101 被引量:35
标识
DOI:10.1088/1361-6528/aa5d7d
摘要

Single-walled carbon nanotubes (SWNTs) are often the subject of investigation as effective photothermal therapy (PTT) agents owing to their unique strong optical absorption. Doxorubicin (DOX)-loaded SWNTs (SWNTs-DOX) can be used as an efficient therapeutic agent for combined near infrared (NIR) cancer photothermal and chemotherapy. However, SWNTs-DOX-mediated induction of cancer cell death has not been fully investigated, particularly the reaction of DOX inside cancer cells by PTT. In this study, we examined how the SWNTs-DOX promoted effective MDA-MB-231 cell death compared to DOX and PTT alone. We successfully synthesized the SWNTs-DOX. The SWNTs-DOX exhibited a slow DOX release, which was accelerated by NIR irradiation. Furthermore, DOX released from the SWNTs-DOX accumulated inside the cells at high concentration and effectively localized into the MDA-MB-231 cell nucleus. A combination of SWNTs-DOX and PTT promoted an effective MDA-MB-231 cell death by mitochondrial disruption and ROS generation. Thus, SWNTs-DOX can be utilized as an excellent anticancer agent for early breast cancer treatment.
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