功能化氧化钛纳米棒阵列表面药物涂层的构建及其抗骨肉瘤性能研究

发布时间：2020-05-26 19:10

【摘要】：骨肉瘤是由恶性患癌骨组织衍生而来的一种主要的固体肿瘤,在儿童和青少年时期具有高的发病率和死亡率。目前临床上治疗骨肉瘤主要以手术联合系统化疗为主,所有的患者进行术前化疗以控制肿瘤的原发病灶,然后通过手术切除肿瘤,并在骨缺损部位植入骨替代物以恢复患者肢体功能。但由于癌细胞潜伏,手术后,患者仍有很大几率的肿瘤复发和转移,通常需要二次手术从而延缓康复。此外,目前临床上使用的化疗药物,由于靶向性低通常对正常的组织细胞有一定的副作用和长期耐药性,极大地降低了患者的生存质量。因此,为了提高肿瘤的治疗效果解决肿瘤再复发等问题,探索新型抗肿瘤药物和功能化的生物材料具有重要的研究意义。本文旨在以钛材为基底,通过纳米拓扑结构设计和表面生物化学修饰对其进行表面改性,得到具有抗癌性能和良好相容性的骨替代材料。具体内容如下:(1)本研究首先通过酯化反应合成壳聚糖-18β-甘草次酸缀合物,然后以钛片为基底,通过种子层援助的水热方法得到TiO2纳米棒阵列,以聚多巴胺为援助层,将壳聚糖-18β-甘草次酸缀合物共价接枝到Ti02纳米棒表面。生物学实验结果表明壳聚糖-18β-甘草次酸缀合物修饰的Ti02纳米棒表面对骨肉瘤细胞(MG63)表现出显著的抗增殖和凋亡诱导能力,并在体内有效地阻止了骨肉瘤生长。此外,由于纳米阵列结构刺激和壳聚糖添加,该复合材料可以有效地促进成骨细胞(MC3T3-E1)黏附和增殖。该研究首次证明了 18β-甘草次酸对骨肉瘤存在潜在的抗癌活性,这一发现为18β-甘草次酸作为一种新型抗骨肉瘤药物提供了依据,并突出了中国传统草药在癌症治疗中的潜在应用。(2)本研究以钛片为基底,通过水热的方法在其表面生长一层Ti02纳米棒阵列,然后通过多巴胺的自聚合作用,在其表面包覆聚多巴胺涂层。为了构建一个有效的药物分子负载和控制释放载体,在其表面进一步共价接枝环糊精聚合物,并借助环糊精的包结络合作用负载姜黄素,从而制备得到一系列含有不同姜黄素浓度的功能化Ti02纳米棒复合材料。实验结果表明,姜黄素修饰的表面呈浓度依赖性的方式抑制骨肉瘤细胞(MG63)黏附和增殖,降低细胞活性,并诱导细胞凋亡。此外,该姜黄素修饰的材料对成骨细胞(MC3T3-E1)的黏附和铺展没有不利影响,而对细胞的增殖表现出抑制作用,但在相同姜黄素浓度下,其对骨肉瘤细胞的增殖抑制作用显著高于对健康成骨细胞。综合考虑其抗肿瘤效果和生物相容性,TiO2/pDA/pCD/CUR0.8材料是一个最佳候选者,既能抑制肿瘤生长,同时又不会影响成骨细胞活性。综上所述,我们制备得到的这两种同时具有抗癌性能和良好生物相容性的钛基植入体,不仅能够有效地抑制肿瘤复发,同时能够促进周围健康组织生长,是一种潜在的候选者用于骨移植去治疗骨癌和再生骨缺陷。
【图文】：

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Ｈｕ课题组通过多巴胺自聚－复合改性脱细胞的猪真皮基质（ＰＡＤＭ），然后固定逡逑胶原蛋白，，得到了具有高机械性能和良好生物相容性的胶原－聚多巴胺－ＰＡＤＭ复合逡逑支架（图１．３），该复合支架有效促进了碱性成纤维细胞生长因子（ｂＦＧＦ）和血管内逡逑皮细胞生长因子（ＶＥＧＦ）的表达｜３１］。逡逑ＨＯｗ°逦°ｗ°逦°ｖ／０Ｈ逦ＨＯｗＯＨ逡逑／逦＼邋Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，邋／逦＼邋Ｄｏｐａｍｉｎｅ邋Ｊ邋Ｗｌｆ－ｐｏｌｙｍｅｎｚａｎｏｎ逡逑＞逦５逦ｒ逡逑ＮＨ２逦％逡逑Ｄｏｐａｍｉｎｅ逦Ｐｏｌｖｄｏｐａｍｉｎｅ（ｒＤＡ）逡逑ｍｕｍ逡逑一，■＿邋ＰＡＤＭ逦—？？Ｄｏｐａｍｉｎｅ邋＾邋Ｃｏｌｌａｇｅｎ逡逑Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ邋ｏｆ邋ｃｏｌｌａｇｅｎ邋ＰＤＡ邋ｃｏｍｐｌｅｘｅｄ邋ｍａｔｒｉｘ邋ａｓ邋ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ邋ｅｎｈａｎｃｅｄ逡逑ａｎｄ邋ｈｉｇｈｌｙ邋ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ邋ｓｅｍｉ－ｎａｒｕｒａｌ邋ｔｉｓｓｕｅ邋ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ邋ｓｃａｆｆｏｌｄ逡逑图１．３胶原／聚多巴胺／ＰＡＤＭ复合支架的制备流程图Ｐ１］逡逑１．４邋１８Ｐ－甘草次酸和姜黄素的研究现状逡逑１．４．１邋１８｜５？甘草次酸概述逡逑近年来，由于发现三萜类化合物可作为新型的预防癌症和治疗的药物，源于草逡逑药的天然产物受到研宄者越来越多的关注。１叩－甘草次酸是从中草药－甘草中提取的逡逑—种齐墩果烷型五环三萜类化合物，已经被广泛用于传统医药中治疗各种各样的人逡逑类疾病［３２］。许多药理学研宄表明１８卩－甘草次酸具有抗炎、抗溃疡、抗病毒、抗肝毒逡逑素以及调节免疫功能等生理活性Ｉ３３＂３６１。近年来１８卩－甘草次酸的抗肿瘤活性受到广泛逡逑关注
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R318.08;TB383.1

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本文编号：2682283