设计制备纳米复合材料用于肿瘤的协同治疗
发布时间：2021-01-14 16:07
近些年来,随着纳米科学的发展,纳米材料被广泛的应用于生物医学领域,例如,药物运输、疾病诊断和治疗等。由于传统的治疗方式具有成本高、副作用大的缺点,而纳米材料可以通过实体瘤的高渗透性和滞留效应富集在肿瘤区,能够在肿瘤区对肿瘤细胞进行原位治疗,减少对正常细胞副反应,因此,发展功能性纳米复合材料用于肿瘤的治疗具有极大的临床意义。在本论文中,我们通过设计和合成无机功能性纳米材料研究其本身的理化性能、生物相容性和对肿瘤的杀伤性能。主要研究如下:（1）我们制备了聚多巴胺和碳酸氢铵包裹-阿霉素负载的中空二氧化铈纳米材料,研究了其光热性能、药物释放和产生羟基自由基的能力。当纳米粒子进入肿瘤细胞后,首先用近红外激光照射,聚多巴胺吸收近红外光,将其转化为热,既可以作为光热治疗,又能够使碳酸氢铵分解,产生气体,使聚多巴胺壳层破碎,将药物释放出来,而暴露的二氧化铈在酸性条件下将过氧化氢转化为羟基自由基。通过光热测试、羟基自由基产生和药物释放实验,细胞和小鼠实验表明所制备的纳米材料具有良好的生物相容性,能够有效的抑制小鼠肿瘤的生长。（2）我们设计了一种串联纳米催化剂,将葡萄糖氧化酶包裹在氮掺杂的碳纳米球表面。当...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２．银纳米立方体（Ａ）和金纳米笼（Ｂ－Ｄ）的ＴＥＭ图片，银纳米立方体随着金离??子加入后逐渐变化示意图（Ｅ），银纳米立方体和金纳米笼溶液图片和相对应的吸收曲线（Ｆ）
?第１章绪论???＿＿??國＿纖??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）??图１－２．银纳米立方体（Ａ）和金纳米笼（Ｂ－Ｄ）的ＴＥＭ图片，银纳米立方体随着金离??子加入后逐渐变化示意图（Ｅ），银纳米立方体和金纳米笼溶液图片和相对应的吸收曲线（Ｆ）。??除了贵金属材料作为光热试剂外，金属硫化物也被广泛的用于肿瘤的光热治??疗，比如硫化铜，硫化铋和硫化钼等材料。我们课题组曾经研宄将纳米金和硫化??铋纳米棒进行复合（图１－３），其中制备的硫化铋纳米棒含有铋元素丰富，硫元素??缺陷。形成复合后的纳米材料，由于Ａｕ能够调节铋原子取代硫原子，形成深能??级缺陷，在近红外光照射下，激发电子和空穴，更多的电子可以通过金的费米能??级到达铋的缺陷位置，导致更多的光子产生，使得光子密度增加，温度升高的更??多，从而提高硫化铋纳米材料的光热治疗效率［２７］。??＾ｒＴＥＥ？ｌ?．?＇－－ＭＷ??Ｐｈｏｎｏｎ，?Ｔｅｍｐｅｒａｔｏｒｒ?：??图１－３．?Ｂｉ２Ｓ３和Ｂｉ２Ｓ３－Ａｕ在８０８?ｎｍ照射下的光热机理示意图。??碳材料由于具有良好的生物相容性和近红外光吸收能力，也被广泛用于肿瘤??光热治疗。中国科学院国家纳米科学中心陈春英课题组制备了一种中空碳球（图??１－４），然后将化疗药物Ｄｏｘ载入到中空碳球里面，当纳米材料进入肿瘤细胞后，??在用近红外光照射后，碳材料能够吸收近红外光用于光热治疗，本文中除了利用??碳材料的光热性能外，在近红外光照射下，其制备的碳材料还能够产生ＲＯＳ，??细胞内高含量的ＲＯＳ会抑制细胞膜上的Ｐｇｐ蛋白的功能，减少药物排除细胞，??克服肿瘤细胞的耐药性，提高化疗效率［２８］。??３??
?第１章绪论???ｋ／ｆＱ?％ｑ??戀？?？?？、▲＾??ｊｈｓｆ－１?？?Ｍｕｔａｎｔ?ｐ５３?？？?ＭＤＦＭ?ＤＯＸ?？?ＤＯＸ＠ＨＣＳｓ??（｜?｜?Ｐ０Ｐ?Ｈｉｇｈ?ＲＯＳ?ｌｅｖｅｌ?Ｌｏｗ?ＲＯＳ?ｌｅｖｅｌ??图１－４．装载化疗药物Ｄｏｘ的中空碳在肿瘤细胞内的治疗过程及作用机理示意图。??１．２．２纳米材料用于化学动力学治疗??除了光热治疗以外，化学动力学（ＣＤＴ）治疗作为一种新兴的治疗方式也引??起科研人员的极大兴趣。化学动力学治疗是利用肿瘤微环境中的低ｐＨ和高过氧??化氢含量的特点，在酸性条件下，将过氧化氢转化为毒性较高的羟基自由基，实??现肿瘤的高效杀伤效果，它具有原位治疗，高效和副作用小等特点。化学动力学??治疗常用的材料有含铁，锰，铜等相关的纳米材料或者纳米酶等。肿瘤化学动力??学治疗这一新概念是由华东师范大学歩文博课题组于２０１６年提出来的，他们受??到环境科学中的芬顿反应原理，设计了非晶铁材料，由于肿瘤的弱酸性和高的过??氧化氢含量，非晶铁能够在肿瘤细胞中缓慢释放出铁离子，释放的铁离子能够与??过氧化氢发生芬顿反应，产生羟基自由基，他们通过电子顺磁共振谱（ＥＳＰ）测??试表明只有在酸性，过氧化氢和非晶铁都存在的情况下才能够产生羟基自由基，??这一设计开创了化学动力学治疗的先河，为以后肿瘤的治疗方法和在肿瘤处进行??原位治疗提供的新思路［２９］。??＾ｏｍａｔｅ＾??馨??左?＾Ｒｅａ＾％?－??图１－５．化学动力学治疗相关纳米材料，外部刺激和反应环境。??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Radial extracorporeal shock wave promotes the enhanced permeability and retention effect to reinforce cancer nanothermotherapeutics[J]. Chunyang Yin,Shunhao Wang,Quanzhong Ren,Xinming Shen,Xiaodong Chen,Yajun Liu,Sijin Liu. Science Bulletin. 2019(10)
[2]介孔碳生物材料（英文）[J]. 陈雨,施剑林. Science China Materials. 2015(03)
本文编号：2977147
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２．银纳米立方体（Ａ）和金纳米笼（Ｂ－Ｄ）的ＴＥＭ图片，银纳米立方体随着金离??子加入后逐渐变化示意图（Ｅ），银纳米立方体和金纳米笼溶液图片和相对应的吸收曲线（Ｆ）
?第１章绪论???＿＿??國＿纖??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）??图１－２．银纳米立方体（Ａ）和金纳米笼（Ｂ－Ｄ）的ＴＥＭ图片，银纳米立方体随着金离??子加入后逐渐变化示意图（Ｅ），银纳米立方体和金纳米笼溶液图片和相对应的吸收曲线（Ｆ）。??除了贵金属材料作为光热试剂外，金属硫化物也被广泛的用于肿瘤的光热治??疗，比如硫化铜，硫化铋和硫化钼等材料。我们课题组曾经研宄将纳米金和硫化??铋纳米棒进行复合（图１－３），其中制备的硫化铋纳米棒含有铋元素丰富，硫元素??缺陷。形成复合后的纳米材料，由于Ａｕ能够调节铋原子取代硫原子，形成深能??级缺陷，在近红外光照射下，激发电子和空穴，更多的电子可以通过金的费米能??级到达铋的缺陷位置，导致更多的光子产生，使得光子密度增加，温度升高的更??多，从而提高硫化铋纳米材料的光热治疗效率［２７］。??＾ｒＴＥＥ？ｌ?．?＇－－ＭＷ??Ｐｈｏｎｏｎ，?Ｔｅｍｐｅｒａｔｏｒｒ?：??图１－３．?Ｂｉ２Ｓ３和Ｂｉ２Ｓ３－Ａｕ在８０８?ｎｍ照射下的光热机理示意图。??碳材料由于具有良好的生物相容性和近红外光吸收能力，也被广泛用于肿瘤??光热治疗。中国科学院国家纳米科学中心陈春英课题组制备了一种中空碳球（图??１－４），然后将化疗药物Ｄｏｘ载入到中空碳球里面，当纳米材料进入肿瘤细胞后，??在用近红外光照射后，碳材料能够吸收近红外光用于光热治疗，本文中除了利用??碳材料的光热性能外，在近红外光照射下，其制备的碳材料还能够产生ＲＯＳ，??细胞内高含量的ＲＯＳ会抑制细胞膜上的Ｐｇｐ蛋白的功能，减少药物排除细胞，??克服肿瘤细胞的耐药性，提高化疗效率［２８］。??３??
?第１章绪论???ｋ／ｆＱ?％ｑ??戀？?？?？、▲＾??ｊｈｓｆ－１?？?Ｍｕｔａｎｔ?ｐ５３?？？?ＭＤＦＭ?ＤＯＸ?？?ＤＯＸ＠ＨＣＳｓ??（｜?｜?Ｐ０Ｐ?Ｈｉｇｈ?ＲＯＳ?ｌｅｖｅｌ?Ｌｏｗ?ＲＯＳ?ｌｅｖｅｌ??图１－４．装载化疗药物Ｄｏｘ的中空碳在肿瘤细胞内的治疗过程及作用机理示意图。??１．２．２纳米材料用于化学动力学治疗??除了光热治疗以外，化学动力学（ＣＤＴ）治疗作为一种新兴的治疗方式也引??起科研人员的极大兴趣。化学动力学治疗是利用肿瘤微环境中的低ｐＨ和高过氧??化氢含量的特点，在酸性条件下，将过氧化氢转化为毒性较高的羟基自由基，实??现肿瘤的高效杀伤效果，它具有原位治疗，高效和副作用小等特点。化学动力学??治疗常用的材料有含铁，锰，铜等相关的纳米材料或者纳米酶等。肿瘤化学动力??学治疗这一新概念是由华东师范大学歩文博课题组于２０１６年提出来的，他们受??到环境科学中的芬顿反应原理，设计了非晶铁材料，由于肿瘤的弱酸性和高的过??氧化氢含量，非晶铁能够在肿瘤细胞中缓慢释放出铁离子，释放的铁离子能够与??过氧化氢发生芬顿反应，产生羟基自由基，他们通过电子顺磁共振谱（ＥＳＰ）测??试表明只有在酸性，过氧化氢和非晶铁都存在的情况下才能够产生羟基自由基，??这一设计开创了化学动力学治疗的先河，为以后肿瘤的治疗方法和在肿瘤处进行??原位治疗提供的新思路［２９］。??＾ｏｍａｔｅ＾??馨??左?＾Ｒｅａ＾％?－??图１－５．化学动力学治疗相关纳米材料，外部刺激和反应环境。??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Radial extracorporeal shock wave promotes the enhanced permeability and retention effect to reinforce cancer nanothermotherapeutics[J]. Chunyang Yin,Shunhao Wang,Quanzhong Ren,Xinming Shen,Xiaodong Chen,Yajun Liu,Sijin Liu. Science Bulletin. 2019(10)
[2]介孔碳生物材料（英文）[J]. 陈雨,施剑林. Science China Materials. 2015(03)
本文编号：2977147
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