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随着纳米技术的发展,纳米医学已经广泛用于癌症治疗。多功能纳米粒子作为双药递送系统能够显著降低化疗药物的毒性,减少药物使用剂量,有效克服癌细胞耐药,同时实现多种治疗方式相结合的协同治疗。多模式的成像(例如计算机断层扫描(CT)、核磁共振(MR)和上转换荧光(UCL))可以准确判断肿瘤的位置和信息,为治疗提供有效的信息,协同的诊疗有助于制定个性化的治疗方案。本文构建了几种多功能的双药递送系统,探究了多功能双药递送系统在药物装载、可控释放、光热消融癌细胞、多模式成像及抑制肿瘤转移等方面的应用。具体研究内容和获得的结果如下:(1)我们通过一种新颖的方法成功制备了太极形油酸修饰的上转换纳米粒子@中空多孔二氧化硅(OA-UCNPs@HPS)纳米粒子,疏水部分由小上转换纳米粒子堆积而成,亲水的二氧化硅壳层使纳米粒子具有良好的水分散性。制备的太极形OA-UCNPs@HPS纳米粒子实现了亲/疏水药物的独立储存,避免了药物在装载和释放过程中的相互作用。我们选用亲水的阿霉素(DOX)和疏水的十羟基喜树碱(HCPT)作为药物模型,研究该药物递送系统对肿瘤的抑制效果。通过体内外实验证明,该药物递送系统在人源性肿瘤动物模型(细胞系异种移植(CDX)和人源性异种移植(PDX)模型)中表现了优秀的抑制肿瘤生长效果,实现了用于原发性肝细胞癌的多模式成像引导的双药协同化学治疗。(2)我们成功制备了油酸修饰的上转换纳米粒子/聚多巴胺(OA-UCNPs/PDA)双层纳米碗,由于独特的纳米结构,实现了亲水抗癌药物DOX和疏水抗血管生成药物索拉菲尼(SF)的独立装载,同时具有pH/近红外(NIR)响应的药物释放性质。然后,建立了侵袭全身的原位肝癌转移模型,使用癌细胞作为载体,将药物负载的OA-UCNPs/PDA双层纳米碗输送到转移灶,评估该药物递送系统的抑制肿瘤转移效果。结果表明,DOX/SF负载的OA-UCNPs/PDA双层纳米碗有效地抑制了原发瘤和转移灶的生长。此外,多模式UCL/MR/CT成像为评估和调整治疗方案提供了全面和有价值的信息。这种癌细胞介导的基于纳米粒子的抗转移治疗策略将为临床治疗肿瘤转移提供指导性的作用。(3)为了实现基于纳米粒子的药物递送载体对深层组织肿瘤的有效治疗。我们首先制备了OA-UCNPs/PDA双层纳米碗,随后在PDA一侧选择性生长金纳米花(AuF),得到了OA-UCNPs/PDA-AuF双面神纳米粒子。根据紫外-可见-近红外(UV-vis-NIR)光谱发现OA-UCNPs/PDA-AuF双面神纳米粒子在NIR-Ⅱ窗口具有广泛的吸收,说明OA-UCNPs/PDA-AuF双面神纳米粒子具有优秀的NIR-Ⅱ窗口光热效应。制备的OA-UCNPs/PDA-AuF双面神纳米粒子成功地将不同比例的亲水药物DOX和疏水药物HCPT装载在独立的小室中,具有完美的光热转换效率,pH/NIR药物释放性质和多模式成像的能力,可用于多模式成像引导的双药化学和NIR-Ⅱ窗口的光热治疗。结果表明双药负载的OA-UCNPs/PDA-AuF双面神纳米粒子+激光组,在CDX和PDX模型中均表现了最好的肿瘤抑制效果。