负载导电聚合物的聚谷氨酸纳米凝胶的制备、表征及诊疗应用

发布时间：2020-10-11 21:38

　　 纳米科学与技术的发展使进一步探索高效、安全的癌症诊断与治疗新技术成为可能。光声成像(PA)与光热治疗(PTT)由于具备高效、非侵入性和毒副作用小等优点引起了科学家们广泛的关注。PA和PTT所需要的光声造影剂和光热转换剂通常由能强烈吸收近红外光的有机或无机材料构成。相比于无机物而言,导电聚合物作为光热转换剂具有理想的安全性,且更易于向临床转化。然而,如何将导电聚合物高效输送到肿瘤部位并内吞依然存在巨大挑战。在我们前期工作中,利用双乳化法将聚谷氨酸(γ-PGA)负载Fe_3O_4构建纳米凝胶,使Fe_3O_4更易于被肿瘤细胞内呑,从而使MR成像效果更好。基于此,本硕士论文利用γ-PGA的稳定性和柔性分别负载导电聚合物聚苯胺(PANI)或聚吡咯(PPy)构建两种新型的纳米凝胶(NGs)光热转换剂,用于肿瘤增强的光声成像和高效光热治疗。在第2章中,我们制备了负载PANI的γ-PGA纳米凝胶,用于肿瘤的光声成像和光热治疗。首先将γ-PGA经过双乳化后形成W/O/W聚合物乳液;随后与胱胺二盐酸盐(Cys)交联形成的γ-PGA/Cys NGs,并以此作为纳米反应器通过静电作用负载苯胺单体,在过硫酸铵(APS)催化下进行原位聚合形成负载PANI的γ-PGA纳米凝胶(γ-PGA/Cys@PANI)NGs。NGs尺寸大小为71.9±15.8 nm,具有良好的胶体稳定性和生物相容性。在研究的浓度范围内,强近红外(NIR)吸光度使该纳米凝胶具有良好的光声成像性能和光热转换性能,可用于体外癌细胞和异种移植肿瘤模型的光热治疗。在第3章中,我们探究了负载PPy的γ-PGA纳米凝胶用于肿瘤的光声成像和光热治疗。首先,我们采用第二章中相同方法合成了γ-PGA/Cys NGs;随后,以FeCl_3作为催化剂,通过原位氧化聚合的方法合成负载PPy纳米颗粒的γ-PGA纳米凝胶(γ-PGA/Cys@PPy)。合成的纳米凝胶尺寸大小为38.9±8.57 nm,具有良好的水溶性和胶体稳定性。强近红外(NIR)吸光度使该纳米凝胶具有良好的光声成像性能和光热转换性能,可用于体外癌细胞和异种移植肿瘤模型的光热治疗。此外,我们还探究了放射治疗(RT)与光热治疗(PTT)结合与否以及两种治疗先后顺序对异种移植肿瘤模型治疗效果的影响。总之,我们通过双乳化的方法合成了以Cys为交联剂的γ-PGA/Cys纳米凝胶。随后分别负载导电聚合物PANI或PPy纳米颗粒构建γ-PGA纳米凝胶,用于PA成像和PTT。本论文的材料设计和结果发现为发展新型高效安全的肿瘤诊疗纳米器件,如在以上纳米凝胶纳米平台进一步加载其他成像剂或治疗剂或进行其他多功能(如靶向)化修饰,用于肿瘤诊疗一体化提供新思路。
【学位单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R943
【部分图文】：

1.2 光声（PA）成像与光热治疗（PTT）1.2.1 光声成像概述作为 21 世纪发展起来的新兴的生物医学成像技术，光声成像，一种新的非侵入式的成像模式，克服了光在组织中的高散射限制，实现了对活体深层组织的高分辨、高对比度成像，从而备受科学界的关注[13-15]。当脉冲激光照射到生物组织时，组织体内的吸收体会吸收脉冲光能量，产生瞬时升温并且膨胀，从而产生超声波。外传的超声波在这时会被组织体表面的超声探测器接收，接着根据探测到的光声信号来重建组织内光能量吸收分布的图像（如图 1-1）。因此，光声成像系统具有以下优点：（1）光声、超声一体成像；（2）实时成像；（3）长时间跟踪并且进行纵向研究；（4）提供生理监控数据；（5）造影剂/分子成像；（6）具有临床转化性；（7）集结构、功能、分子学成像于一体的多模式成像；（8）成像分辨率高。[16-18]

系统多官能团的亲水性或两亲性聚合物，通过的三维网状系统[45]。它具有以下优点：（3）生物相容性好；（4）生物可降解性；（多功能化；（8）良好的稳定性等。制备方[47]、物理交联[48]、光交联[49]、多相单体成的纳米凝胶所采用的交联剂的不同，可联法。物理交联法是指纳米凝胶由于分子而形成的网络结构。化学交联法是指纳米等技术，引发共聚或缩聚反应产生共价键

负载导电聚合物的聚谷氨酸纳米凝胶的制备、表征及诊疗应用、羧 基、氨基、酰胺及硫酸基等[50]。基于纳米凝胶以下优点体收到了科研人员的关注：（1）含水量高，可根据外部条件的（2）具有三维网状结构，可将药物或纳米颗粒包封于其内部较小的粒径，因此有较大的比表面积利于生物偶联，从而延长有被动靶向性[51]。例如因含有羟基、羧基、氨基等官能团，学修饰，且具有生物可降解性和生物相容性。常用的聚多糖素、壳聚糖、支链淀粉、海藻酸钠等。近年来，科学家们将为载体用于药物、蛋白质、基因等物质的递送[52]。Kim 等人法，将金纳米棒作为光热转换剂，二氢卟吩 e6（Ce6）作为光成功能化纳米凝胶，构建了协同光动力疗法（PDT）和光热疗法米系统（如图 1-3），在体外细胞培养和体内肿瘤荷瘤小鼠实验统具有良好的抑瘤效果。
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本文编号：2837152