基于金纳米三角片的乳腺癌诊疗一体化研究

发布时间：2018-02-28 08:23

  本文关键词： 金纳米三角片 介孔有机氧化硅 光动力治疗 光热治疗 钆 双模态成像　出处：《南京大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,严重威胁人类健康和生存。目前乳腺癌治疗手段仍以传统的手术、化疗等方法为主,在清除和杀伤肿瘤细胞的同时,不可避免的给机体带来一些创伤和毒副作用。寻找治疗效果好,选择性高,不良反应小的新型乳腺癌治疗手段仍是临床亟待解决的重要问题。金纳米材料介导的光治疗定位精确、创伤小、不良反应少,在肿瘤治疗领域具有良好的应用前景。将金纳米材料的光治疗与影像学方法相结合,构建的诊疗一体化体系,集病灶定位、肿瘤杀伤、疗效评价于一体,对于引导治疗定位、优化治疗方案具有重要的意义。本论文围绕构建基于金纳米三角片(triangulargoldnanoprism,TGP)的新型乳腺癌诊疗探针,主要开展了以下两方面工作:一.介孔有机氧化硅包裹金纳米三角片的乳腺癌时间协同性光动力/光热治疗在本章中,我们首次构建了壳-核结构的介孔有机氧化硅包裹金纳米三角片(TGP@MOS)新型探针。介孔有机氧化硅壳层以含有苯环结构的有机硅烷1,4-二(三乙氧基甲硅烷基)苯(1,4-Bis(triethoxysilyl)benzene,BTSB)为硅源,通过 π-π堆积或疏水作用,实现芳香类光敏剂ZnPc的装载(TGP@MOS-ZnPc),以解决其水溶性差、临床使用不便的问题。与普通介孔二氧化硅(mesoporous silica nanoparticle,MSN)包裹的 TGP(TGP@MSN)相比,TGP@MOS 对 ZnPc 的装载率明显提高,可达11.8 wt%。这一装载方式不仅极大程度上保留了游离ZnPc的单线态氧产生能力(约79.5%),保证高效的光动力治疗;且具有良好的稳定性,在多种溶液中孵育60h后释放率小于3%,有利于避免不良反应的产生。以金纳米三角(triangular gold nanoprism,TGP)片为核心,利用其优秀的光热转化效率(photothermal conversion efficacy,≈ 70%)实现高效的光热治疗,同时,通过良好的形貌控制,能够使TGP的局部表面等离子共振(localized surface plasmon resonance,LSPR)性质与ZnPc的吸收峰相匹配。体外实验的结果表明,在660nm的近红外激光照射下,ZnPc迅速激发,产生单线态氧,发挥光动力治疗效果;随着时间延长,单线态氧产率及光动力治疗效果下降,而TGP产生的热量积累,光热治疗效果逐渐增强,弥补了光动力效果的下降,可以保证治疗效率稳定在较高水平,实现光动力和光热的时间协同性治疗。动物实验结果也证实,TGP@MOS-ZnPc能够介导光动力/光热协同治疗,有效杀伤乳腺癌细胞,抑制肿瘤生长,其治疗效果明显优于单一的光动力或光热治疗。同时,TGP@MOS-ZnPc还具有良好的生物相容性,在今后的生物医学研究和临床转化中具有一定的前景。二.钆修饰金纳米三角片用于T1加权MR/CT双模态成像引导的光热治疗研究在本章中,我们采用一种便捷的方法,通过在TGP表面修饰钆化合物(二乙三胺五乙酸钆,gadolinium diethylene-trianmine pentaacetic acid,Gd-DTPA),构建了一种基于金纳米三角片的多功能纳米探针,即TGP-PEG-Gd。TGP-PEG-Gd具有均一的形貌,良好的单分散性,及近红外区域的LSPR峰。利用Gd元素的顺磁性,TGP-PEG-Gd 可用于增强磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)的 T1信号,在水溶液中,其纵向弛豫率为23.1 mM-1-1s-1。由于金(Au)元素具有较高的原子序数,TGP-PEG-Gd还可作为良好的计算机体层成像(computed tomography,CT)造影剂,其水溶液的X线吸收衰减系数为959.3 HULg-1。更重要的是,TGP-PEG-Gd 具有优秀的光热转化能力,其光热转化效率可达 68.7%,显著高于以往报道的多种金纳米材料。在660 nm的近红外激光照射5 min内,浓度为5 μgmL-1的TGP-PEG-Gd可杀灭83.4%的乳腺癌细胞。此外,体外和体内水平的实验中,TGP-PEG-Gd均未表现出明显的急性毒性。因此,TGP-PEG-Gd能够用于MR/CT双模态成像引导的光热治疗,为实现乳腺癌的诊疗一体化提供了新的思路和方法。
[Abstract]:A new type of breast cancer diagnosis and treatment probe , which is based on gold nano - triangle ( TGP ) , has been successfully used in the treatment of breast cancer . CT)閫犲奖鍓，

本文编号：1546542