多功能纳米材料在癌症治疗中的应用

发布时间：2020-06-08 00:40

【摘要】：癌症,又称恶性肿瘤,已成为世界第二大致死因素,严重着威胁人类的健康。基于纳米材料独特理化性质设计多功能靶向纳米探针是癌症治疗领域的热门研究方向。本文以刺激响应性纳米材料为载体,进行肿瘤靶向药物递送和多手段联合治疗,主要由以下几个部分构成:1、酸响应的纳米配位聚合物用于化疗与T1-加权磁共振成像针对肿瘤组织附近的pH差异,我们设计了一款具有靶向功能和酸响应性质的纳米配位聚合物(NCP)用作载药平台以及磁共振成像探针。基底钆基纳米配位聚合物(GdNCP)材料在中性环境中能保持结构完整,在酸性环境中会发生坍塌。GdNCP在中性溶液中通过配位结合抗癌药物盐酸阿霉素(Dox)并使Dox的荧光猝灭,后续于颗粒外层修饰上一层透明质酸,以防止药物的提前泄露并提高材料靶向能力。该材料通过CD44受体介导的内吞作用进入HeLa细胞,继而被酸性细胞器捕获而发生结构坍塌,释放出游离的Dox和碎片化的GdNCP。Dox恢复的荧光使我们可以实时监测药物的释放过程,裂解成碎片的GdNCP增强了T1加权的磁共振信号。该材料具有良好的生物相容性和生物降解性,还具备癌细胞靶向能力,因此在癌症诊疗领域具有显著应用潜力。2、大孔硅原位生成MnO2用于改善乏氧环境中的光动力学治疗以及T1-加权磁共振成像传统光敏剂的低选择性和肿瘤组织自身的乏氧环境限制了光动力学治疗在临床上的实际应用效果。基于此,我们以大孔硅为基底,在其孔道内原位生长MnO1纳米颗粒,随后共价连接光敏剂Ce6和修饰靶向适配体AS1411,构建了一种对酸性环境和H2O2能够快速响应的智能纳米材料。当材料靶向进入癌细胞后,MnO2颗粒与H2O2快速反应生成氧气和Mn2+,前者改善了乏氧环境下的光动力治疗效果,后者加强了T1-加权磁共振信号。这种具有良好生物相容性和H202响应性的自供氧材料有望应用于临床治疗中。3、UCNPs@MOF结构用于近红外光触发的光动力学治疗和同步药物释放相较于紫外光和可见光,近红外拥有更强的组织穿透能力和更小的组织伤害性,在生物医学领域得到了广泛的研究。我们提出了一种上转换材料(UCNPs)表面生长金属有机框架结构(MOF)的方案,以期实现近红外光控制下的光动力学治疗和药物释放。当我们用980nm激光照射该材料(UCNPs@MOF)时,多层UCNPs内核可以在紫外光区和可见光区发射光子,外层MOF结构中的偶氮苯基团和光敏剂分子会继而吸收光子。紫光可见光照射下的偶氮苯光异构作用能够实现抗癌药物的释放;同时,可见光激发后的光敏剂可以产生单线态氧。通过探索这样的新型结构,有望实现近红外光控制的光动力学治疗和同步药物释放。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ460.1;TB383.1

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