用于骨肉瘤诊疗一体化磷酸锰纳米材料的研究

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骨肉瘤是儿童和年轻人中最常见的一种原发性骨恶性肿瘤。骨肉瘤具有高转移性和高复发性,在复发性患者中生存率低于30%。现有的治疗手段主要有手术、化疗及放疗等。单一的手术治疗存在转移的高风险;化疗会引起耐药性,并且高剂量的化疗药物会引起严重的毒副作用;骨肉瘤对于放射治疗敏感性较差;免疫疗法、光动力学疗法及光热疗法等新型疗法涌入抗骨肉瘤领域中,但尚未达到很好疗效。30年来,在骨肉瘤治疗方面仍未取得突破性进展,所以,骨肉瘤治疗仍迫切需要行之有效的治疗手段,来提高治疗效果。锰是生命体必需元素,而且Mn2+存在着细胞毒性,这对肿瘤的治疗有着深远的意义。本课题尝试了一种新的方法来治疗骨肉瘤,同时减少化疗相关的副作用,选用磷酸锰(manganese phosphate,MnP)材料,利用Mn2+的细胞毒性,将其作为抗癌药物,应用在抗骨肉瘤领域中。同时,Mn2+的顺磁性使其具有核磁共振成像(MRI)性能,可作为T1型MRI造影剂,用来诊断及监控骨肉瘤癌变部位的变化。本文利用化学沉淀法将聚丙烯酸(polyacrylic acid,PAA)掺杂到MnP中,并通过调节氨水与硝酸锰的滴加顺序,成功制备出PAA-Mn3(PO4)2·3H2O(PAA-manganese phosphate)和 PAA-非晶磷酸锰(PAA-amorphous manganese phosphate,PAA-AMP)。为增加PAA-Mn3(PO4)2·3H2O和PAA-AMP的靶向性,本文成功接连叶酸(Folic acid,FA)配体,制备出FA-PAA-Mn3(PO4)2·3H2O和FA-PAA-AMP,构建了集药物靶向与磁共振成像造影剂为一体的纳米材料。同时,在体外环境中检测了 PAA-Mn3(PO4)2·3H2O和PAA-AMP的核磁共振成像性能,其r1值分别为6.75 mM-1 s-1和6.65 mM-1 s-1,证明PAA-Mn3(PO4)2·3H2O和PAA-AMP具有较高的r1弛豫率及成像效果。通过细胞形态学观察、活/死染色及CCK-8细胞毒性实验分析PAA-Mn3(PO4)2·3H2O、PAA-AMP、FA-PAA-Mn3(PO4)2·3H2O及FA-PAA-AMP的抗骨肉瘤性能。结果表明:FA-PAA-AMP能够快速有效杀死骨肉瘤细胞,有望成为骨肉瘤未来的诊疗剂。
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