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作者：孙雁斌合肥工业大学

学位级别：硕士

癌症是当今威胁人类生命健康的主要疾病之一。随着科学技术的进步和发展,手术治疗、化疗和放疗等传统临床治疗方法大幅度延长了患者的存活率,但是由于传统临床治疗方法自身的缺陷,导致在治疗及恢复过程中出现治疗不彻底和细菌感染等状况... 详细信息

癌症是当今威胁人类生命健康的主要疾病之一。随着科学技术的进步和发展,手术治疗、化疗和放疗等传统临床治疗方法大幅度延长了患者的存活率,但是由于传统临床治疗方法自身的缺陷,导致在治疗及恢复过程中出现治疗不彻底和细菌感染等状况,使得肿瘤的复发和转移对病患造成极大的二次伤害。光热治疗是近些年快速发展的一种新型微创治疗方法,主要利用纳米光热治疗剂将激光光能转化成热能,加热局部病灶部位至肿瘤细胞和细菌耐受温度,从而达到治疗肿瘤和细菌感染的目的。但是大多纳米光热治疗剂一方面自身存在着难降解、表面难修饰和载药效率低等固有缺陷,另一方面由于肿瘤组织中血管畸形、间质液高压和过氧化氢含量高等特点,导致纳米光热治疗剂靶向性差、生物利用度低,严重限制了光热治疗的进一步发展应用。因此,开发出一种具有光热转换能力、微创、高载药等集肿瘤和细菌感染治疗一体化的新型光热治疗剂对提高癌症治疗效率,缓解病人痛苦是十分必要的。本论文开发了具有光热转换功能的碘基水凝胶,有效地克服了纳米光热治疗剂中药物生物利用度低、靶向性和生物相容性差等缺点。主要内容如下:1)首先构建了低温琼脂包裹直链淀粉与碘的复合物纳米粒子水凝胶体系(Amylose-Iodine@Agar,AM-I@Agar)作为新型药物载体用于癌症及细菌的光热治疗和化疗协同治疗。该体系中,直链淀粉与碘的复合物纳米粒子(Amylose-Iodine nanoparticals,AM-I NPs)由于在近红外区域具有较强的吸收,光热转换能力和生物相容性而作为光热治疗剂。低温琼脂则作为温敏相变材料负载药物,体温37℃以下呈固态,随着温度的升高逐渐液化从而释放包载物。当近红外激光照射时,AM-I@Agar水凝胶通过AM-I NPs光热转换作用产生热量融化水凝胶。释放出的碘离子(I)不仅可以催化过氧化氢改善肿瘤乏氧环境,也能够杀灭细菌,起到抗菌的作用。最后,在AM-I@Agar水凝胶中负载化疗药物五氟尿嘧啶(5-Fluorouracil,5-FU),通过小鼠肿瘤及细菌实验验证了AM-I/5-FU@Agar水凝胶作为一种新型碘基光热治疗剂能够有效地负载药物用于肿瘤和细菌感染治疗。2)通过氢键作用向硼酸根离子物理交联的聚乙烯醇水凝胶中引入碘离子(I)用来构建聚乙烯醇-硼酸根-碘水凝胶(Polyvinyl alcohol-Boracic acid/Borax/Borate-Iodine,PVA-BBB-I)。PVA-BBB-I水凝胶在近红外区域吸收良好,能够有效地将光能转换为热能。此外,PVA-BBB-I水凝胶还具有温敏性,在近红外激光照射下,PVA-BBB-I水凝胶通过光热转换,使得凝胶体系温度升高,破坏了聚乙烯醇与硼酸根离子之间的交联,从而释放出I用于抗菌治疗。因此,PVA-BBB-I水凝胶作为一种新型自身具有抗菌和光热转换能力的水凝胶,后续在癌症的光热治疗与化疗联合治疗中具有潜在的应用价值。

关键词： AM-I/5-FU@Agar水凝胶 PVA-BBB-I水凝胶可控释放光热-化疗抗菌治疗

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功能化硅基介孔材料的制备及其抗癌应用

功能化硅基介孔材料的制备及其抗癌应用

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作者：胡贻僧北京化工大学

学位级别：硕士

硅基介孔材料比表面积大,孔道结构致密,反应位点丰富,这些结构特点赋予硅基介孔材料多功能的特性:既能利用硅材料表面官能团及介孔孔道吸附或负载蛋白、药物、重金属离子等,也可以利用表面反应位点对材料进行进一步的功能化修饰。目前,... 详细信息

硅基介孔材料比表面积大,孔道结构致密,反应位点丰富,这些结构特点赋予硅基介孔材料多功能的特性:既能利用硅材料表面官能团及介孔孔道吸附或负载蛋白、药物、重金属离子等,也可以利用表面反应位点对材料进行进一步的功能化修饰。目前,硅基介孔材料凭借自身结构特点及功能化优势,已经广泛应用于催化、传感、吸附、生物医药等领域。硅基介孔材料按照来源与制备方式的不同,可以分为天然硅基介孔材料和合成硅基介孔材料两种。与天然硅基材料相比,合成硅基材料具有形貌及孔道尺寸可调的优点。本篇论文通过巧妙的设计合成,得到功能化硅基介孔材料,并探索其在光热-化疗联合治疗以及基因治疗等方面的抗癌应用。本文研究工作主要分为以下两个方面:1.为研究硅基介孔材料在光热-化疗联合治疗方面的应用,设计制备了一种以硒化铜为核,介孔二氧化硅为壳的核壳式纳米粒子,并对其纳米性质、药物控释以及癌症光热-化疗等方面性能进行了详细研究。本章首先利用高温注入法合成尺寸均一、光热转化效率高的油溶性硒化铜(Cu2-xSe)光热纳米粒子,然后采用配体置换的制备手法去除Cu2-xSe表面的油酸包覆层,包覆上介孔二氧化硅层,赋予纳米粒子亲水性与生物相容性,最后使用月桂酸将化疗药物三苯基膦阿霉素(TPDOX)封装在介孔内,即硒化铜-介孔二氧化硅载药纳米粒子(Cu2-xSe@MSNs-TPDOX)。光热性能测试及药物控释实验结果表明Cu2Se@MSNs-TPDOX光热转化效率高、光热稳定性好,并且具有良好的光控药物释放性能。本章工作的生物实验部分,采用人乳腺癌耐药株(MCF-7/ADR)和不耐药株(MCF-7)对比进行研究,结果证明Cu2-xSe@MSNs-TPDOX在细胞及活体水平均具有克服癌症多药耐药性的能力。此外,Cu2Se@MSNs-TPDOX能够通过光热-化疗联合治疗高效杀灭的癌细胞,且治疗效果明显优于单一的化疗和单一的热疗。2.为研究硅基介孔材料在基因治疗领域的应用,基于天然硅基介孔材料硅藻土,设计制备了一种在硅藻土表面接枝聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)的有机无机杂化基因载体,即硅藻土基因载体。硅藻土基因载体将硅藻土良好的生物相容性与聚合物PDMAEMA优异的载基因能力结合,具有性能优异、合成简单、价格低廉等优点。首先将天然硅藻土表面功能化修饰作为引发剂核,聚合带有叔胺官能团的PDMAEMA链段。通过高氯酸滴定结晶紫显色实验,研究聚合时间对硅藻土表面PDMAEMA叔胺官能团含量的影响。此外,凝胶电泳及基因转染实验结果表明,硅藻土基因载体能够有效递送DNA进入细胞。硅藻土基因载体作为一种高效、廉价、易合成的基因载体,有望应用于癌症的基因治疗。

关键词：硅基介孔材料功能化癌症治疗光热-化疗基因载体

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刺激响应性共聚物修饰金纳米棒的制备及其抗肿瘤性能

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功能高分子学报 2022年第1期35卷 44-53页

作者：郭敏侯光晖胥伟军钱军民西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

以1-叔丁氧基羰基-2-丙烯酰肼(Boc-AH)、N-(3,4-二羟基苯乙基)丙烯酰胺(DA)和聚乙二醇甲醚丙烯酸酯(mPEGA)为单体,利用可逆加成-断裂链转移聚合法制备了嵌段共聚物聚丙烯酰肼-聚N-(3,4-二羟基苯乙基)丙烯酰胺-聚单甲氧基聚乙二醇丙烯酸... 详细信息

以1-叔丁氧基羰基-2-丙烯酰肼(Boc-AH)、N-(3,4-二羟基苯乙基)丙烯酰胺(DA)和聚乙二醇甲醚丙烯酸酯(mPEGA)为单体,利用可逆加成-断裂链转移聚合法制备了嵌段共聚物聚丙烯酰肼-聚N-(3,4-二羟基苯乙基)丙烯酰胺-聚单甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(PAH-b-PAD-bPmPEGA,缩写为HDP),该共聚物经酚羟基偶联于金纳米棒(GNR)表面,酰肼基团与阿霉素(DOX)中羰基形成酸敏感的腙键从而实现药物装载,构建了光热-化疗联合治疗的纳米体系(HDP-GNR-DOX)。利用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和溶液颜色变化检测GNR的悬浮稳定性。利用透射电镜、流式细胞术和激光共聚焦显微镜研究了纳米药物被细胞摄取及细胞内分布情况。利用MTT法评估HDP-GNR-DOX介导的光热-化疗联合治疗效果。利用活/死细胞检验方法进一步分析了纳米药物对细胞的杀伤效果。结果表明,该纳米体系载药率高达8.1%,具有优异的光热性能和pH响应性药物释放性能。细胞实验表明,该纳米体系可被人乳腺癌细胞(MCF-7)有效摄取,具有光热-化疗协同杀伤肿瘤细胞的功效。

关键词：嵌段共聚物金纳米棒联合治疗光热-化疗

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