使用纳米纤维的按需给药系统因其通过外部刺激释放药物的可控特性而备受关注。近红外（NIR）响应纳米纤维提供了一个具有可控释药特性的平台，可以按需供应癌症治疗所需剂量的药物。金纳米棒（GNRs）等纳米材料在NIR范围内表现出吸光度，并且能够响应NIR辐射，它们会因等离子体共振效应而产生热量。本研究设计了含有GNRs的聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）复合纳米纤维。PNIPAM是一种热反应性聚合物，可为纳米纤维提供溶胀和消溶胀性能。电纺纳米纤维具有较大的表面积与体积比，可有效输送大量药物。在该平台可以引入并控制亲水性和疏水性药物。通过含有GNRs和PNIPAM的刺激响应性纳米纤维获得按需给药系统。在NIR辐射下，由于PNIPAM的热响应性，GNRs产生的热量会使纳米纤维收缩，从而实现药物的受控释放。细胞研究证实了光响应纳米纤维作为药物递送平台的多功能性，表明该纳米纤维具有溶胀和消溶胀特性以及开-关释药性能和良好的生物相容性。此外，该系统还具有将化疗与多种药物相结合以提高复杂癌症治疗效果的潜力。
图1.（a）CTAB-GNRs和（b）TMA-GNRs的TEM图像；（c）CTAB-GNRs和TMA-GNRs的紫外-可见光谱；（d）CTAB-GNRs和TMA-GNRs的zeta电位。
图2.（a）纳米纤维的SEM图像和（b）直径分布直方图。
图3.含有荧光素的纳米纤维的CLSM图像。（a-c）原始干纳米纤维。（d-f）水处理的纳米纤维。
图4.（a）纳米纤维在160℃下进行热处理。（b）在NIR光照射下，包含GNRs的整个纳米纤维面积变化的数字图像。（c）在NIR照射下，包含GNRs的整个纳米纤维的面积变化与温度交替循环的函数关系。（d）存在和不存在NIR光照射时，不含GNRs的整个纳米纤维区域的数字图像。
图5.（a）药物释放的荧光强度。（b）通过循环开关不同时间间隔的NIR光照射实现纳米纤维中的脉冲式释放药物。（c）不同激光功率下纳米纤维基质的累积药物释放。（d）不同激光功率的温度变化率。
图6.（a）不含GNRs和（b）含GNRs的纳米纤维的红外相机图像。
图7.纳米纤维表面细胞增殖和细胞摄取的CLSM图像。（a-c）纳米纤维表面的细胞（无NIR照射）。（d-f）孵育6小时并以0.6W/cm2 NIR辐射5分钟后的细胞摄取。
图8.（a）在不同时间间隔的NIR照射下从纳米纤维中释放CPT，U87细胞的细胞活性。（b）在不同时间间隔的NIR照射下从纳米纤维中释放的药物量。*p≤0.05，**p≤0.01，***p≤0.001，****p≤0.0001。
图9.（a）使用含有GNRs的纳米纤维对U87细胞进行热疗评估。（b）在没有纳米纤维的情况下U87细胞的NIR光毒性。*p≤0.05，N.S.表示无显著性差异。
