基于二氧化钛和多壁碳纳米管递药系统的构建及用于肿瘤光疗的初步研究

发布时间：2017-12-10 20:11

  本文关键词：基于二氧化钛和多壁碳纳米管递药系统的构建及用于肿瘤光疗的初步研究

  更多相关文章： TiO_2@MWCNTs HMME 肿瘤靶向 光疗

【摘要】：随着人们对肿瘤认识的深入,肿瘤靶向和联合治疗逐渐成为研究的热点。作为一种具有肿瘤特异性和低毒性的新型治疗方法,光疗已受到广泛关注。光疗主要包括光热治疗(PTT)和光动力治疗(PDT),是一种由光引发的、无创且高效的癌症治疗模式。光敏剂在肿瘤部位的蓄积浓度及对激发光的利用程度是决定光疗效果的主要因素。二氧化钛(TiO_2)是一种常用的光催化剂,具有催化活性高、化学和光稳定性好、安全无毒和廉价易得等优点。在光催化下,TiO_2对多种肿瘤具有一定的治疗作用,是极有潜力的光动力学治疗材料。但其能带隙较宽,对可见光的利用率低,只能被紫外光激发,另外TiO_2表面光滑,吸附性能差,载药率极低,给其在医药领域的应用带来了很大的局限性。本课题合成了二氧化钛-多壁碳纳米管复合纳米载体(TiO_2@MWCNTs)。不仅可扩展TiO_2的光谱吸收范围,还可保持MWCNTs的光热转换能力及高效载药性能。利用具有良好生物相容性和肿瘤靶向性的透明质酸多糖(HA)进行表面修饰,以改善TiO_2@MWCNTs的水分散性,增强其肿瘤选择性。最后物理吸附具有抗肿瘤作用的光敏剂血卟啉单甲醚(HMME),制备得到新型的肿瘤靶向光疗系统。选用人乳腺癌(MCF-7)为肿瘤细胞模型,研究HA-TiO_2@MWCNTs/HMME的体外光疗抗肿瘤活性。实验结果显示,该纳米复合载体对MCF-7细胞无明显毒性,808nm激光照射后,细胞存活率由95.6%降至81.4%,532nm激光照射后,细胞生存率大幅度降为73.3%,表现出显著的光毒性,而联合应用532 nm和808nm激光,HA-TiO_2@MWCNTs的细胞毒性进一步增强,使细胞存活率降至59.4%。制剂(HA-TiO_2@MWCNTs/HMME)组与HMME组相比,532 nm激光照射下细胞的增殖抑制作用更强,进一步联合应用808nm激光后,HA-TiO_2@MWCNTs/HMME对细胞的毒性显著增强,细胞存活率仅为16.6%,说明HA-TiO_2@MWCNTs/HMME联合532nm和808nm激光可以明显增强抗肿瘤效果。细胞摄取实验显示,4h内超过90%的HA-TiO_2@MWCNTs能被MCF-7细胞摄取进入细胞内,TiO_2@MWCNTs组仅为40.7%,说明HA修饰后的TiO_2@MWCNTs载体具有快速、高效的内化能力。活性氧实验结果表明,在532nm激光照射下,HA-TiO_2@MWCNTs/HMME可高效诱导ROS生成。细胞周期结果显示,HA-TiO_2@MWCNTs/HMME结合532nm激光,可将MCF-7细胞周期阻滞在S期(56.36%)。单细胞凝胶电泳实验表明单一的PTT(20.9%)或PDT(29.1%)对细胞造成的DNA损伤明显低于联合PTT/PDT治疗诱导的细胞损伤(65.4%)。以S180荷瘤小鼠为动物模型,进行HA-TiO_2@MWCNTs/HMME的体内抗肿瘤活性研究。考察了制剂的组织分布特征与药效学特性。结果表明,HA-TiO_2@MWCNTs组的肿瘤体积在没有激光照射时正常增长,且小鼠体重正常,表明HA-TiO_2@MWCNTs对机体无明显毒性,且不会影响肿瘤的生长。应用808nm或532nm激光照射后,对肿瘤产生了一定的抑制作用,抑瘤率分别为28%和34.6%,激光联用组的抑瘤效果最好(49.6%)。当对制剂分别照射两种激光后,HA-TiO_2@MWCNTs/HMME/PTT组(39.3%)和HA-TiO_2@MWCNTs/HMME/PDT组(49.8%)都产生了良好的肿瘤抑制作用。而HA-TiO_2@MWCNTs/HMME/PTT/PDT组的肿瘤抑制效果更加显著(70.8%),肿瘤几乎被完全抑制。这些结果说明HA-TiO_2@MWCNTs/HMME可实现肿瘤PTT和PDT的同步协同光疗。另外,利用活体成像仪对HA-TiO_2@MWCNTs在S180荷瘤小鼠体内的分布进行实时追踪,结果显示,HA-TiO_2@MWCNTs具有良好的肿瘤靶向作用,能够增加光敏剂在肿瘤部位的蓄积并延长药物的作用时间综上所述,本实验成功构建了HA-TiO_2@MWCNTs/HMME纳米递药系统,体外和体内的实验结果均表明该系统介导的联合PTT/PDT的抗肿瘤效果明显好于单一治疗的方式。此外,该药物递送系统可以实现高效载药、长效缓释及肿瘤靶向性蓄积。说明HA-TiO_2@MWCNTs/HMME作为一种新型纳米递药系统,在肿瘤协同光疗方面具有较大的潜力。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R943;R965

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本文编号：1275735