本发明属于癌症物理治疗，尤其涉及一种光动力药片及其制备方法、基于该光动力药品的抗肿瘤模型的构建方法及系统。
背景技术：
1、尽管在诊断和治疗方面取得了重大突破，但癌症仍然是造成人类死亡的主要原因。目前癌症治疗的主要方案包括手术、化疗、放疗、靶向治疗和免疫治疗。然而，由于癌症患者出现的先天和后天耐药性是有效治疗的一个重要障碍。
2、细胞铁死亡（ferroptosis）是一种由脂质过氧化引发的程序性细胞死亡（programmed cell death，pcd）的新形式。铁死亡可通过外源性或内源性途径诱发。外源性途径是通过抑制细胞膜转运蛋白启动的。内源性途径是通过阻断细胞内抗氧化酶激活的。对细胞凋亡产生抗性的癌症，无论是由于其高度间质状态还是由于化疗的结果，都具有凋亡抗性，但是对铁死亡却具有高度的敏感性。选择性地用铁死亡诱导剂（ferroptosisinducer，fin）诱导肿瘤细胞铁死亡可以恢复其对常规治疗的敏感性，是一种有潜力的肿瘤治疗方式。
3、目前，已知的铁死亡诱导剂包括临床前研究中的小分子药物erastin，rsl3和fino2，以及临床中使用的药物偶氮磺胺吡啶，顺铂，他汀类药物及青蒿素等等。但是这些小分子药物存在副作用大，无靶向性及溶解性差等缺点，严重影响了抗肿瘤疗效。而通过纳米合成技术改进的药物制剂，如利用外泌体等，则具有产量低，生产不稳定及成本高等不足。
4、为了增加铁死亡诱导剂的抗肿瘤效应，往往需要和其他的治疗方式联合使用。而与这些传统的放化疗的治疗方式联用，对正常组织和器官存在损伤，靶向性较差，同时存在明显的耐药机制，又可能大大的增加其毒副作用，影响抗肿瘤效果。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种光动力药片及其制备方法、抗肿瘤模型的构建方法及系统，通过光动力疗法pdt产生的活性氧ros，促进肿瘤细胞产生脂质过氧化物，进而诱导细胞铁死亡，加强现有铁死亡诱导剂疗效，解决了目前单独应用铁死亡诱导剂抗肿瘤疗效差的问题。
2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
3、本发明提供一种无线自供能光动力药片，包括无线供电单元、与无线供电单元电性连接的电路单元、与电路单元电性连接的微米级led阵列，以及包裹无线供电单元、电路单元和微米级led阵列的柔性透明生物相容性封装；
4、所述无线供电单元，用于接收超声波能量，并将超声波能量转化为电能；
5、所述电路单元，用于将无线供电单元产生的电能整流为直流电，并稳定传输至微米级led阵列；
6、所述微米级led阵列，用于接收直流电，并发射设定波长的光线促进肿瘤细胞产生脂质过氧化物，配合铁死亡诱导剂诱导肿瘤细胞铁死亡。
7、本发明的有益效果为：
8、（1）、本发明通过无线供电单元将超声波能量转化为电能，并通过电路单元将电能转化为稳定的直流电，为微米级led阵列发射一定波长的光线进行pdt提供基础，用适当波长的光照射肿瘤部位的光敏剂，在有氧的情况下产生活性氧ros促进肿瘤细胞产生脂质过氧化物，脂质过氧化物配合铁死亡诱导剂诱导肿瘤细胞铁死亡，可以恢复其对常规治疗的敏感性，铁死亡诱导剂联合光动力治疗缓解了对正常组织和器官的损伤，提高了靶向性，克服了明显的耐药，减小了毒副作用；pdt受到肿瘤乏氧微环境及治疗深度的影响，但铁死亡诱导剂在诱导了细胞发生铁死亡后，会导致细胞内二价铁离子的积蓄，从而利用芬顿反应促进氧气的产生，改善肿瘤乏氧微环境，为pdt提供很好的氧补充，实现双向互补协同抗肿瘤；
9、（2）、通过柔性透明生物相容性封装，极大地增强了药片的生物相容性，避免了对正常组织产生热效应等危害，同时透明材质便于微米级led阵列进行pdt时的光线照射。进一步地，所述无线供电单元为由锆钛酸铅压电陶瓷制成的正方形板状压电陶瓷。
10、采用上述进一步方案的有益效果为：通过压电陶瓷接收超声波后表面形成的微小形变，使超声中存在的机械能通过压电效应转化为电能，正方形板状结构能够使无线供电单元充分接收。
11、进一步地，所述无线自供能光动力药片的长、宽、高分别为8mm、5mm、3mm；所述无线自供能光动力药片的重量为0.44g；
12、所述正方形板状压电陶瓷的长和宽均为4mm，高为1mm；
13、所述微米级led阵列中的led的长为1mm，宽和高均为0.5mm。
14、采用上述进一步方案的有益效果为：通过以上尺寸，使药片易于植入生物体内，且创口小，并且可以使无线自供能光动力药片更能深入抵达肿瘤细胞位置进行精准的pdt，且防止了更小的尺寸易存在超声波接收不足或微米级led阵列照射不充分，导致pdt治疗效果不足。
15、并配合铁死亡诱导剂，进行联合抗肿瘤。
16、进一步地，所述电路单元包括整流桥，及与整流桥连接的稳压电容；
17、所述整流桥包括第一肖特基二极管、第二肖特基二极管、第三肖特基二极管和第四肖特基二极管；
18、所述第一肖特基二极管的正极作为整流桥的正极，分别与第三肖特基二极管的正极、稳压电容的一端和微米级led阵列的负极连接；所述第一肖特基二极管的负极分别与第二肖特基二极管的正极和无线供电单元的一端连接；所述第二肖特基二极管的负极作为整流桥的负极，分别与第四肖特基二极管的负极、稳压电容的另一端和微米级led阵列的正极连接；所述第三肖特基二极管的负极分别与第四肖特基二极管的正极和无线供电单元的另一端连接；所述整流桥用于将无线供电单元产生的交流电整流为直流电；所述稳压电容用于将直流电稳定传输至微米级led阵列。
19、采用上述进一步方案的有益效果为：通过整流桥和稳压电容将无线供电单元产生的电能转化为稳定的直流电，供微米级led阵列进行pdt，整流桥采用的肖特基二极管的反向恢复速度快，仅需几纳秒，还具有低功耗、大电流的特点，用在高频场合不易发生反向漏电或二极管严重发热烧毁的情况。
20、为实现上述技术效果，本发明还提供一种无线自供能光动力药片的制备方法，包括如下步骤：
21、使用乙醇和去离子水对无线供电单元进行预清洁，并在烘箱中干燥；
22、将无线供电单元和电路单元焊接至电路板的一侧，并使无线供电单元与电路单元电性连接；
23、将微米级led阵列焊接至电路板的另一侧，并使电路单元与微米级led阵列电性连接；
24、将焊接好的无线供电单元、电路单元和微米级led阵列用柔性透明生物相容性封装进行密封包裹并风干。
25、本发明的有益效果为：提供无线自供能光动力药片的制备方法，通过在电路板的一侧设置无线供电单元和电路单元，另一侧设置微米级led阵列，既有效减少了药片体积，又保证了一侧接收超声波时，另一侧实时发射一定波长光线进行pdt。
26、为实现上述技术效果，本发明还提供一种基于无线自供能光动力药片的治疗系统，包括所述无线自供能光动力药片，以及用于向无线自供能光动力药片发射超声波的超声波探头。
27、本发明的有益效果为：通过超声波探头向无线自供能光动力药片发射超声波，为药片的电能获取提供基础，能够同时实现无线供电和治疗的控制，便于深度治疗。
28、为实现上述技术效果，本发明还提供一种用于构建抗肿瘤模型的系统，包括底座，所述底座上安装有细胞培养装置，所述底座上还外接有用于发射超声波的超声波探头；还包括所述无线自供能光动力药片，用于向细胞培养装置发射设定波长的光线以促进肿瘤细胞产生脂质过氧化物，配合铁死亡诱导剂诱导肿瘤细胞铁死亡。
29、本发明的技术效果为：基于构建抗肿瘤模型的系统，提供超声波无线驱动药片自供能发射一定波长光线进行pdt的抗肿瘤模型，并为pdt联合铁死亡诱导剂实现抗肿瘤提供基础。
30、进一步地，所述细胞培养装置与底座的上表面之间设置有超声透射凝胶层。
31、采用上述进一步方案的有益效果为：通过在细胞培养装置与底座上表面间设置超声透射凝胶，有效防止多余的空气空间，提升超声波能量的利用效率。
32、进一步地，所述细胞培养装置为透明材质制得的多孔板；所述无线自供能光动力药片设置于超声透射凝胶层内。
33、采用上述进一步方案的有益效果为：透明材质的多孔板可用于做对比抗肿瘤研究，减少因环境影响带来的误差，透明材质更容易对pdt进行反应，也便于设置其中的药片成功发射一定波长的光线，实现深度治疗。
34、为实现上述技术，本发明提供一种基于无线自供能光动力药片的抗肿瘤模型构建方法，基于用于构建抗肿瘤模型的系统实现，包括如下步骤：
35、向细胞培养装置孔内的培养基接种若干肿瘤细胞，并使其贴壁生长；
36、避光条件下移除孔内的培养基；
37、向孔内加入含有光敏剂二氢卟吩的无血清培养基，并在避光条件下培养；
38、避光条件下移除孔内的培养基；
39、向孔内加入含有铁死亡诱导剂的新鲜完全培养基，并用无线自供能光动力药片在超声波激发下产生的光线照射新鲜完全培养基，得到基于无线自供能光动力药片的抗肿瘤模型。
40、本发明的有益效果为：本发明提供的无线自供能光动力药片的抗肿瘤模型构建方法，通过更换光敏剂、铁死亡诱导剂和培养基，使得pdt联合铁死亡诱导剂，双向互补协同抗肿瘤得以实现。
41、针对于本发明还具有的其他优势将在后续的实施例中进行更细致的分析。