X射线计算机断层扫描(X-ray computed tomography,简称CT)是医学上常用的进行疾病诊断的成像手段之一,具有很高的空间分辨率,然而对软组织的分辨率不高,大大限制了其应用范围,因此需要在造影剂的辅助下进一步扩大其应用范围以及增加其对疾病诊断的准确性。临床上对疾病的诊断常常是基于医学影像手段,然而每种医学成像手段都有其优势但也存在无法克服的劣势。因此目前研究者们致力于研究将多种成像模式结合到一起,达到取长补短,优势互补的目的,从而得到关于疾病更多的信息,有利于对疾病进行更为精确的诊断。此外,临床上疾病的诊断和治疗是两个相对独立的过程,诊断用药和治疗用药两次用药,会给病人的新陈代谢产生更多的压力增加患者的痛苦和产生更多副作用的风险。为了克服这一严重问题,基于可视化治疗的理念,提出了将CT成像与癌症治疗有机结合的诊断治疗一体化的新概念。金纳米结构是目前研究最为广泛的CT造影剂,其相较于目前临床用的碘类造影剂具有很大优势,如X-射线衰减系数高以及优良的生物相容性等等。本研究通过二次乳化法将具有良好生物相容性的金纳米粒子装载到聚乳酸微泡中,得到了包裹金纳米粒子的聚乳酸微泡,然后采用静电吸附层层自组装技术在其表面吸附石墨烯制备得到了集CT成像、超声成像与光热治疗于一体的石墨烯修饰的装载金纳米粒子的聚乳酸微泡,实现了超声/CT双模态成像引导下的光热治疗,大大提高了疾病诊断的准确性和治疗的精确性及有效性。更重要的是,实验中通过体内外超声和CT成像实验及体内外光热杀伤肿瘤细胞的实验,证实当n=2时,微泡不仅具有很好的超声/CT成像效果而且具有很好的光热杀伤肿瘤的效果。为了降低成本以及克服微米级造影剂高剂量无法在体内有效循环的问题,本研究首先通过碱水解的方法制备得到了粒径均一的氧化钽纳米粒子(Tantalum oxide,Ta Ox,x≈1),然后通过一步分散聚合法制备得到了分散性良好、粒径大小在45 nm左右的包裹Ta Ox纳米粒子的聚吡咯纳米粒子,钽元素与金元素具有相当的X-射线衰减系数,但是价格便宜很多,大大降低了制备造影剂的成本。实验中通过体内外CT实验、体内光声实验以及体内外肿瘤细胞光热杀伤实验证实了该复合纳米粒子具有很好的CT/光声成像效果以及光热治疗的功效,同时说明了该复合纳米粒子可以在成功地在体内循环并在肿瘤部位发生有效地聚集。为了进一步增强纳米粒子在肿瘤部位的富集,本研究通过在Ta Ox纳米粒子表面连接靶分子透明质酸实现了靶向递送Ta Ox纳米粒子到肿瘤部位进行有效的肿瘤CT成像,大大提高了纳米粒子在肿瘤部位的富集。基于荧光成像具有灵敏度高的优势,可以大大弥补CT成像的劣势,实验中通过氨基-羧基反应将近红外荧光染料Cy7连接到Ta Ox纳米粒子的表面实现了荧光成像与CT成像的完美结合。根据肿瘤部位的弱酸性以及细胞内内含体和溶酶体的低p H的特性,通过戊二醛交联法进一步将盐酸阿霉素连接到纳米粒子表面制备得到了集pH响应的药物释放、荧光成像与CT成像于一体的复合纳米粒子,实现了荧光/CT双模态成像引导下的局部化疗,大大提高了肿瘤的诊治效率。由于透明质酸连接后的纳米粒子的非特异性靶向性,本研究进一步将其替换为具有特异靶向性的西妥昔单抗,使得纳米粒子在肿瘤部位的富集进一步提高,显著提高了疾病诊断的精确性和疾病治疗的有效性。综上所述,本研究中制备了一系列的基于CT成像的诊疗一体化试剂,实现了对癌症的可视化治疗,为今后CT造影剂的研究以及临床应用提供了一定的实践经验以及需要注意的问题,值得借鉴。