生物兼容性聚苯胺基复合纳米粒的制备及其靶向近红外光热治疗肿瘤的研究

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第一章:高效、低毒、靶向的光热试剂备受关注,是目前抗肿瘤治疗研究的前沿热点。本章综述了光热试剂进行光热治疗的研究进展。主要对有机高分子导电材料进行综述。重点介绍聚苯胺良好的生物相容性、高的光热转化效率,及作为光热试剂的潜在应用前景,并提出本论文的选题意义及思路。第二、三章:本工作中,首次合成了透明质酸-聚苯胺杂化纳米粒(HA-PANI NPs),用于靶向CD44介导癌细胞的光热治疗。实验利用苯胺作为聚合单体,透明质酸(Hyaluronic Acid,HA)作为包覆剂、稳定剂,通过非共价静电相互作用,以化学氧化聚合法一步将带负电荷的HA和阳离子聚苯胺结合形成HA-PANI NPs。原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、动态光散射(DLS)的结果显示HA-PANI NPs为均匀球形颗粒,可以在水体系中均匀分散,平均水动力尺寸约为100 nm。在808 nm(2W cm-2)激光照射10 min时,红外热像仪监测到HA-PANI NPs水溶液的温度变化了 40.1℃。热重法(TGA)计算出,HA和聚苯胺分别占HA-PANI NPs的16%,84%。实验进一步研究了 HA-PANI NPs的体外及体内靶向光热治疗效果。体外实验表明HA-PANI NPs细胞暗毒性低,并揭示了在808 nm(2W cm-2)激光光照下,HA-PANI NPs选择性杀死CD44介导的癌细胞HeLa和HCT-116而非正常细胞HFF。紫外可见光谱实时检测结果显示HeLa和HCT-116细胞可以高效的摄取HA-PANI NPs,说明HA-PANI NPs对CD44高表达的肿瘤细胞可特异识别。此外,体内光热消融肿瘤也获得了优异的治疗效果。以上结果说明,HA-PANI NPs可作为具有潜在应用价值的靶向光热治疗材料。第四章:导电高分子材料聚(N-苯基甘氨酸)(PGNP),与聚苯胺具有相似结构,其作为光热治疗试剂尚无报道。本工作首次利用双端氨基的聚乙二醇(NH2-PEG-NH2)将聚(N-苯基甘氨酸)与透明质酸分别以酰胺键结合,合成了水溶性的聚(N-苯基甘氨酸)-聚乙二醇-透明质酸(PGNP-PEG-HA)纳米材料并高效应用于靶向光热治疗。扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、Zeta电位的结果显示PGNP-PEG-HA可以在水体系中均匀分散且粒度小,粒径约为70 nm。超导核磁共振波谱仪(1HNMR)计算得到PGNP、PEG及HA单体之间的接枝比为1:1:9。在808 nm激光照射5 min时,红外热像仪检测到PGNP-PEG-HA可将光转化成热,体系温度升高33.4℃。进一步,本工作对PGNP-PEG-HA的体外及体内光热治疗效果进行研究。体外实验表明PGNP-PEG-HA细胞暗毒性低,并揭示了在808 nm激光光照下,PGNP-PEG-HA选择性杀死CD44介导的黑色素瘤细胞B16而非正常细胞L929。此外,体内光热消融肿瘤获得了优异的治疗效果。本工作以共价键作用合成了 PGNP-PEG-HA纳米粒子,其水溶性好,生理环境稳定性好,光热转化效率高。PGNP-PEG-HA可作为潜在的光热试剂应用于生物医学。更重要的是,基于PGNP具有可修饰的羧基,PGNP类光热治疗试剂将提供多功能化的生物材料。
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