MRI引导的光热/光动力治疗多功能纳米粒子PDA-PEG-Ce6-Mn在胶质瘤诊疗中的初步研究

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目的:构建PDA-PEG-Ce6-Mn多功能纳米粒子,探讨其应用于胶质瘤的磁共振成像及光热/光动力治疗效果方法:利用聚多巴胺(PDA)、聚乙二醇(PEG)、二氢卟吩e6(Ce6)、锰基(Mn2+)等材料通过自聚合和络合制备了获得PDA-PEG-Ce6-Mn复合纳米粒子系统。采用透射电子显微镜(TEM),傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR),紫外可见分光光度计(UV-vis)等测试手段对合成的复合纳米粒子进行表征。采用红外热成像仪监测光热升温效果。采用共聚焦激光扫描显微镜(LSCM)观察体外U251细胞吞噬纳米粒子能力,测试合成纳米粒子体外产生活性氧(ROS)的能力。采用细胞增殖及细胞毒性检测(MTT)法分析此纳米材料对U251细胞的细胞毒性及光热杀伤效果。体外扫描纳米材料T1弛豫时间并计算弛豫率。构建胶质瘤(U251)小鼠皮下植瘤模型,采用磁共振扫描仪观察此纳米诊疗剂的体内0h、12h两个时间点T1加权影像。采用热成像仪观测复合纳米材料对皮下瘤的光热/光动力协同治疗效果,测量治疗前、后肿瘤大小。HE染色后采用光学显微镜观察病理变化。结果:透射电子显微镜下显示合成成功的纳米粒子粒径约为75nm。红外光谱下显示纳米粒子分别在3600到3000cm-1、800到300cm-1出现特殊峰,表明PDA@PEG NPs成功合成。紫外光谱仪显示1400到850cm-1出现振动峰,显示Ce6成功吸附在纳米颗粒中。体外外热成像仪结果显示,随着纳米粒子浓度的递增(0、50、100、200μg/mL)温度上升幅度越高,呈现浓度依赖性,200μg/mL浓度下,照射10分钟温度可达52℃,且其具备良好的光热稳定性质。CLSM检测到U251细胞内出现明显增强的Ce6的红色荧光,表明纳米粒子可被U251细胞吞噬。激光辐射组可见纳米粒子处理后细胞内出现显著的DCF绿色荧光,表明PDT作用下产生了 ROS。MTT结果表明,随着纳米粒子浓度的上升,在双波长激光处理后,肿瘤细胞存活率显著降低。体外纳米粒子材料MRI成像结果显示,T1信号的增强具有浓度依赖性,纳米粒子的纵向弛豫率为21.3mM-1s-1。皮下瘤MRI活体成像结果显示,12h后,肿瘤部位能观察到明显增强的T1信号,表明纳米材料可有效聚集在肿瘤部位。活体光热成像显示,注射纳米粒子的小鼠皮下瘤出现明显的光热效果。双波长激光照射结果表明PTT/PDT联合治疗的有效性,治疗过程中,小鼠体重均无显著变化,结果表明纳米粒子的生物相容性良好。结论:制备了一种新型PDA-PEG-Ce6-Mn多功能纳米粒子,可实现胶质瘤皮下模型的磁共振成像引导的光热/光动力协同治疗。
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