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随着当今生态环境的恶化,致癌因素日益复杂,肿瘤已经成为威胁人类健康和生命的最严重的疾病,发病率和致死率也在逐年上升。化疗是肿瘤治疗中除手术和放疗外最重要的手段之一,然而,由于顺铂等常用化疗药物存在着溶解性差、生物利用率低、有效周期短、耐药性强及严重的毒副作用等问题,这些药物在临床应用中的实际效果非常有限。相对于传统的系统化疗,原位治疗不但大大增加肿瘤治疗效果,同时可以极大程度的减小由系统循环产生的剂量依赖性毒性。近年来,以可降解高分子为载体的肿瘤局部给药体系也因此获得了广泛关注和重点研究。 在多种原位给药体系中,静电纺丝纤维毡特点突出,优势明显:纤维毡比表面积大,药物担载率高,结构易设计,被广泛应用于抗生素、抗肿瘤药物和生物大分子等药物的控制释放。然而,单一的治疗方式在肿瘤治疗上仍然具有一定的局限性,例如药物的肿瘤渗透率差以及易产生肿瘤耐药性等。另外载药纤维毡中的药物易突释,使药物在肿瘤内的保留时间过短,难以达到药物浓度窗口来获得理想的抗肿瘤效果。因此,本论文的宗旨在于以静电纺丝纤维毡为载体,将纤维功能化的同时,解决纤维原位治疗中的缺陷,并将多种治疗方式结合于一身,从而提高静电纺丝纤维毡的抗肿瘤效果。具体成果如下: (1)具有药物控释能力的药物输送体系对实现肿瘤的按需给药尤为重要。为了调控纤维中药物的释放速度,制备了同时担载多壁碳纳米管和阿霉素的聚乳酸纤维毡,将热疗和化疗在原位结合起来的同时,实现了药物的光控释放。由于碳纳米管具有较高的光热转化效率,因此在近红外光照条件下,纤维表面温度可以明显升高,温度的升高一方面可有效杀伤肿瘤细胞,另一方面引起聚乳酸的玻璃化转变,使阿霉素的释放速度加快。停止光照时,纤维恢复缓慢释放的状态。建立了小鼠宫颈癌皮下肿瘤模型,将纤维毡直接植入到小鼠肿瘤部位,对光照和非光照条件下纤维毡的抗肿瘤效果进行了比较。结果表明,单独光照引起的热疗在短时间内可以抑制肿瘤的生长,而化疗和热疗结合的复合纤维毡的投入则显著提高了肿瘤抑制效果。 (2)为了克服单种药物化疗的局限性,我们提出基于静电纺丝纤维毡的联合用药策略,制备了同时担载Pt(Ⅳ)前药胶束和DCA的PVA纤维。利用DCA和Pt(Ⅳ)前药胶束具有不同的抗癌机制和代谢途径的特点,在纤维毡上实现了Pt和DCA的程序可控释放。相对于担载单种药物的纤维毡,同时担载两种药物纤维毡对HeLa细胞表现出更大的细胞毒性。体内组织分布表明,载药胶束的引入有效地延长了药物在肿瘤的滞留时间。随后利用小鼠皮下宫颈癌模型,对载药纤维的抗肿瘤效果进行了考察,结果同样表明担载两种药物的纤维毡比担载单种药物的纤维毡具有更好的抗肿瘤效果。 (3)发现并证实了奥沙利铂和二氯乙酸钠的协同效应具有浓度和时间依赖性。以此发现为依据,以聚乳酸膜为基底,制备了聚乳酸的多层纤维毡,并将二氯乙酸钠和奥沙利铂担载在不同的纤维层中,调节两种药物的释放速度,载药纤维毡在体内和体外均表现出程序释放的行为。制备小鼠的皮下宫颈癌切除模型,通过将载药纤维毡植入到手术切除部位,可以显著的减少皮下宫颈癌切除后的复发率,减小由铂药引起的系统毒性。实验结果表明多层载药纤维毡在体内水平上实现了两种药物的协同效应,在局部化疗防治宫颈癌术后复发的领域显示了巨大潜力。 (4)在肿瘤切除抗复发的应用中,化疗药物的缓释是影响抗复发效果的重要因素。为了最大程度的减少纤维种药物的突释,进一步满足临床术后的需要,制备了担载顺铂的纤维毡和止血海绵的复合物,用于肝癌切除后的局部防复发的研究。体外释放表明,复合物在减缓顺铂的释放速度的同时,与医用明胶海绵具有相当的止血效果。制备小鼠皮下肝癌切除模型,相对于传统的静脉注射顺铂的方式,将复合物植入小鼠手术切除部位可以提高顺铂的抗复发效果,减小系统毒性。另外建立了小鼠原位肝癌锲形切除模型,将复合物直接缝合在肝脏的手术切口之间用于原位的抗复发实验,可以减小缝合过程中对肝脏的损伤,抗肿瘤复发的效果还在进一步实验中。