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《东华大学》 2018年
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负载导电聚合物的聚谷氨酸纳米凝胶的制备、表征及诊疗应用

周一伟  
【摘要】:纳米科学与技术的发展使进一步探索高效、安全的癌症诊断与治疗新技术成为可能。光声成像(PA)与光热治疗(PTT)由于具备高效、非侵入性和毒副作用小等优点引起了科学家们广泛的关注。PA和PTT所需要的光声造影剂和光热转换剂通常由能强烈吸收近红外光的有机或无机材料构成。相比于无机物而言,导电聚合物作为光热转换剂具有理想的安全性,且更易于向临床转化。然而,如何将导电聚合物高效输送到肿瘤部位并内吞依然存在巨大挑战。在我们前期工作中,利用双乳化法将聚谷氨酸(γ-PGA)负载Fe_3O_4构建纳米凝胶,使Fe_3O_4更易于被肿瘤细胞内呑,从而使MR成像效果更好。基于此,本硕士论文利用γ-PGA的稳定性和柔性分别负载导电聚合物聚苯胺(PANI)或聚吡咯(PPy)构建两种新型的纳米凝胶(NGs)光热转换剂,用于肿瘤增强的光声成像和高效光热治疗。在第2章中,我们制备了负载PANI的γ-PGA纳米凝胶,用于肿瘤的光声成像和光热治疗。首先将γ-PGA经过双乳化后形成W/O/W聚合物乳液;随后与胱胺二盐酸盐(Cys)交联形成的γ-PGA/Cys NGs,并以此作为纳米反应器通过静电作用负载苯胺单体,在过硫酸铵(APS)催化下进行原位聚合形成负载PANI的γ-PGA纳米凝胶(γ-PGA/Cys@PANI)NGs。NGs尺寸大小为71.9±15.8 nm,具有良好的胶体稳定性和生物相容性。在研究的浓度范围内,强近红外(NIR)吸光度使该纳米凝胶具有良好的光声成像性能和光热转换性能,可用于体外癌细胞和异种移植肿瘤模型的光热治疗。在第3章中,我们探究了负载PPy的γ-PGA纳米凝胶用于肿瘤的光声成像和光热治疗。首先,我们采用第二章中相同方法合成了γ-PGA/Cys NGs;随后,以FeCl_3作为催化剂,通过原位氧化聚合的方法合成负载PPy纳米颗粒的γ-PGA纳米凝胶(γ-PGA/Cys@PPy)。合成的纳米凝胶尺寸大小为38.9±8.57 nm,具有良好的水溶性和胶体稳定性。强近红外(NIR)吸光度使该纳米凝胶具有良好的光声成像性能和光热转换性能,可用于体外癌细胞和异种移植肿瘤模型的光热治疗。此外,我们还探究了放射治疗(RT)与光热治疗(PTT)结合与否以及两种治疗先后顺序对异种移植肿瘤模型治疗效果的影响。总之,我们通过双乳化的方法合成了以Cys为交联剂的γ-PGA/Cys纳米凝胶。随后分别负载导电聚合物PANI或PPy纳米颗粒构建γ-PGA纳米凝胶,用于PA成像和PTT。本论文的材料设计和结果发现为发展新型高效安全的肿瘤诊疗纳米器件,如在以上纳米凝胶纳米平台进一步加载其他成像剂或治疗剂或进行其他多功能(如靶向)化修饰,用于肿瘤诊疗一体化提供新思路。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:R943

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