NIR-Triggered MXene/Doxorubicin Supramolecular Hydrogel for Localized Synergistic Cancer Therapy

Photothermal therapy (PTT) has emerged as a promising cancer treatment modality owing to its spatiotemporal controllability and reduced systemic toxicity compared with conventional chemotherapy. However, monomodal PTT is often limited by heterogeneous heat distribution, incomplete tumor ablation, and potential thermal damage to adjacent normal tissues. Here, we report an injectable MXene/doxorubicin (MD) complex-loaded supramolecular hydrogel, termed MDGel, for near-infrared (NIR)-triggered localized chemo-photothermal cancer therapy. Doxorubicin was non-covalently loaded onto Ti₃C₂Tₓ MXene nanosheets to form MD complexes, which were subsequently encapsulated within a gelatin–cyclodextrin (GE-CD) and hyaluronic acid–adamantane (HA-AD) host-guest hydrogel network. The dynamic supramolecular hydrogel enabled homogeneous dispersion of the complexes, shear-thinning injectability, and tumor-site depot formation. Upon NIR irradiation, MXene-mediated photothermal conversion induced localized heating for PTT while simultaneously promoting doxorubicin release from the hydrogel reservoir.  In vitro therapeutic effect is indicated that MDGel combined with NIR irradiation induced approximately 80% cancer cell death, outperforming either photothermal or chemotherapeutic monotherapy. These results were further confirmed in vivo, where local administration of MDGel followed by NIR irradiation resulted in significant tumor suppression, achieving a 68.9% reduction in tumor volume in a skin cancer bearing mouse model without obvious severe systemic toxicity. Collectively, MDGel provides an externally controllable local therapeutic platform that integrates 2D nanomaterial-mediated photothermal activation, NIR-enhanced drug release, and injectable hydrogel-based tumor-site retention for enhanced chemo-photothermal cancer therapy.