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多功能纳米载体的合成及在肿瘤诊疗方面的应用

任兰芳  
【摘要】:临床实践中,癌症的诊断与治疗过程往往是相互独立,患者在使用治疗试剂前需使用造影剂进行病情诊断,两次给药所带来的副作用叠加效应会增加患者痛苦和次生风险,也容易贻误最佳治疗时机。因此。针对癌症诊断和治疗分开、重复用药风险大、单独化疗副作用大等问题,我们设计了新型的诊疗一体化纳米平台,不仅实现多种生物成像技术与治疗手段有机结合;还可联合其他治疗手段与化疗协同抗癌,降低化疗药物剂量毒性的同时,强化治疗效果。基于目前疏水性化疗药物定向传输困难、现有载体技术缺陷和功能单一等问题,本论文第二章选用临床已批准使用或常用的生物相容性好的材料,简便快速地合成出一种稳定、高效、多功能的纳米靶向载体Cys-Fe3O4/CuS@BSA。载体内部具有较大空间用于负载疏水性药物,我们以紫杉醇(PTX)作为药物模型,利用高效液相色谱法研究Cys-Fe3O4/CuS@BSA作为载药体系的药物负载与缓释情况,结果表明其具有良好载药能力:PTX包封率为97.3%,载药率为6.6%,并且具备pH敏感和近红外光可控的药物释放性能。体内外实验证实载体的生物相容性较好,可在磁场靶向作用下将药物定向传输至肿瘤位置;并且在915nm激光的安全功率密度(1W·cm-2)照射下,载体能够将近红外激光能量有效地转换成热量,进行光热治疗消融癌细胞,这些热量还可以促进药物从载体中释放出来进行化疗,实现化疗和光热治疗联合,最终可以完全消融肿瘤,比单独的化疗或光热治疗具有更好的协同效果。此外,考虑到多种材料复合形成的纳米载体在介质中的长期稳定性问题,结合现有多模成像技术与多模联合治疗的优势,本论文第三章中,我们使用简单的溶剂热法合成了一种多功能诊疗纳米材料Bi-MSx-PEG,具有单一物质包含多种功能的特点,可实现多模癌症成像(磁共振(MR)/计算机断层扫描(CT)/光声(PA)成像)引导下的多模治疗(包括光热治疗(PTT)、光动力治疗(PDT)和化疗等),聚乙二醇(PEG)被用于增强Bi-MSx的胶体稳定性和生物相容性。这种纳米材料拥有独特的“花状”结构和合适的粒子尺寸,非常适合于药物输送,实验证实其盐酸阿霉素(DOX)负载率可以高达90.0%。此外,材料还可在近红外激光照射下,进行光热治疗和光动力治疗,光热转换效率高达40.7%。体内实验证实,小鼠肿瘤在联合治疗下可以被完全清除,后续未复发。总之,本论文首次合成了这种新型多功能诊疗纳米粒子,制备简单、结构合理、性能优异,可实现多种治疗模式协同的体内联合治疗,对癌细胞具有很强的杀伤作用。本论文采用简便的方法构建了两种多功能的纳米平台,均实现了集诊断与治疗于一体,对其在肿瘤多模成像与多模治疗方面的应用进行了较为深入的研究,并对这两种新型诊疗一体化纳米材料在生物医学领域的应用奠定了一定的基础。


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