MAF-4纳米体系功能设计及其在肿瘤治疗中的应用

发布时间：2020-06-09 21:51

【摘要】：癌症作为全球最为致命的疾病之一,严重威胁着人类的健康。但由于肿瘤的复杂性,多样性和异质性,目前肿瘤的临床治疗的成功率偏低。常见的肿瘤治疗手段包括放疗,化疗,手术治疗和新兴的免疫治疗,但这些治疗手段自身都有一定的局限性:如手术切除只能部分根除肿瘤,但由于肿瘤的转移常造成手术治疗的失败;放疗和化疗对正常组织和肿瘤组织无选择性,且常伴随有强烈的副作用。近年来,金属有机框架(MOF)材料作为一类多功能的材料,引起了广泛关注,在吸附、光、电、磁等方面进行了广泛而深入的研究。沸石咪唑骨架(MAF)作为MOF材料中的一类,因其合成简单,孔隙多样可调而备受关注。MAF-4是MAF中的一种,由锌盐和咪唑自组装组成而成,纳米化合成策略成熟,具有pH响应性且生物相容性好,纳米化的MAF-4材料是用于载药的不二之选。综上所述,本论文的研究中我们利用MAF-4合成了PSeD@MAF-4(R),DOX@DBA@MAF-4,Bi@MAF-4,三种复合MAF-4载药体系,分别通过靶向治疗,热疗协同化疗,放疗与热疗结合的三种治疗手段对肿瘤进行治疗,研究其抗肿瘤的效果。具体结果如下:1.PSeD@MAF-4(R)靶向治疗前期研究表明硒二唑衍生物(PSeD)展示出了良好的抗肿瘤活性,然而大部分硒二唑衍生物的水溶性比较差,在生物应用上大大限制了其抗肿瘤效果的发挥。在本章的研究中,我们设计合成一种靶向MAF-4纳米体系,用于提高硒二唑衍生物的水溶性,从而增强其抗肿瘤效果。cRGD分子和二嵌段聚合物PEI-PEG分子修饰,使该体系具有生物相容性和靶向性,从而使得纳米系统能够在正常细胞和肿瘤细胞之间具有选择性,从而精确递送硒二唑衍生物,进而实现MAF-4纳米载药系统在肿瘤细胞内的控制缓释。体外和体内表明,PSeD@MAF-4(R)具有较强的抗肿瘤效果。2.DOX@DBA@MAF-4化疗联合热疗化疗是治疗肿瘤的重要方式之一,但是传统化疗药物阿霉素(DOX)在肿瘤治疗过程中需要很高的剂量,在治疗肿瘤的同时也会杀死正常细胞,这种毒副作用是一个亟待解决的问题。光热治疗具有简单,高效,且对正常细胞损伤很小,特异性高的特点。为了解决DOX的毒性问题,我们将光热治疗与化疗结合,减少药物的剂量,通过高效、低毒的方式来治疗肿瘤。在本章的研究中,设计合成一种DOX@DBA@MAF-4纳米复合材料,这种复合材料结合了MAF-4的刚性稳定,良好的尺寸特性。体外光热效果显示,DBA@MAF-4光热效果优异,转换效率是29.6%。例如:DBA@MAF-4复合纳米材料在2min内就能升高到67℃,并且经过5次热循环后,仍然能够保持优异的光热性能。DBA@MAF-4能很好的负载了化疗药物DOX,负载率达到98%以上。细胞实验表明,DOX@DBA@MAF-4热疗联合化疗相比于单独的化疗效果大大提高,并且对正常细胞无明显伤,这证明了热疗联合化疗的优异抗肿瘤效果。3.Bi@MAF-4放疗和热疗联合治疗铋纳米材料毒性低,光热转换效率高,可以作为一种优异的光热材料。放疗作为一种临床上治疗肿瘤的方式,却往往由于肿瘤细胞乏氧的情况,造成放疗失败。过氧化氢酶(CAT)可以催化过氧化物产生大量的氧气,但是它具有体内循环不稳定,容易被清除的特点。针对肿瘤环境乏氧和存在大量的过氧化物的特点,结合铋量子点的特性,通过将Bi与MAF-4结合,同时负载过氧化氢酶(CAT),来的达到放疗与热疗结合的目的。在本章的研究中,我们利用简单的合成方法一步合成Bi@MAF-4复合材料。PXRD结果表明,其复合纳米粒子的晶型并没有因为Bi的加入造成其晶型的损坏。接下来对Bi@MAF-4进行光热效果评价,其在500μg/m L的浓度下,三分钟就可以升到70度,光热效率可达28.01%,而且经过5次试验,其升温效果并不会改变,说明其具有良好的稳定性。Bi@MAF-4复合材料负载过氧化氢酶(CAT)的实验正在进行中。
【图文】：

纳米材料,诊断设备,血清样品,生物学

图 1.2.1 各种用于载药的纳米材料[40]Figure 1.2.1 Various nanomaterials for drug loading由苯环组成的碳圆柱体，已经在生物学中用作检于诊断设备从血清样品中区分不同的蛋白质，，以

渗透效应,肿瘤,药物

图 1.2.2 由于渗透效应造成的肿瘤被动靶向[40]Figure 1.2.2 Tumor passive targeting due to EPR effects赖于被动靶向机制的二元复合物（即聚合物-药物复合体避免地面临其内在限制特异性[55]。如何去克服这些限制
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R730.5;TB383.1

【参考文献】