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背景:由于血脑屏障(BBB)能阻碍多数抗癌药物进入颅内,使得针对恶性脑胶质瘤或其它脑转移癌的化学治疗受到极大限制。因此,研究开发能透过血脑屏障的药物或其载体就成为改善颅内恶性肿瘤治疗效果的关键和热点。鉴于以Janus纳米材料制备的磁性粒子可在磁场下定向移动的物理原理,有可能开发出一种新型的磁力导向药物载体用于恶性肿瘤的靶向治疗,进而极大地改进和提高现有颅脑恶性肿瘤的化疗效果。目的:1.制备一种新型的磁导向药物载体——球-柱状Janus红外响应纳米材料,加铁离子修饰后能被磁力引导定向移动,所载药物可在红外热效应下受控释放;2.以3D打印技术定制适型的3D外置磁力装置,构建新型磁力-Janus红外响应纳米载体靶向药物系统,验证该新型载体系统对药物靶向输运的效率;3.用仿BBB膜和荷瘤裸鼠实验分别验证该药物载体定向给药的效率及对恶性脑胶质瘤的化疗效果,为后续技术开发和临床应用研究提供理论与实践指引。方法:1.设计改进硅包金的制作工艺,制备新型球-柱状Janus红外响应纳米材料,加Fe3O4修饰后获得磁性;将抗癌药物DOX吸附到Janus纳米粒子后以十四醇封装包裹,制得载药Janus纳米粒子;扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察该Janus纳米材料的表征;2.将新法制备的Janus硅接金材料与传统金棒分别置纯水中作红外激发升温实验,观察两种材料的升温速率与药物释放效率;同法用U251、HBE和A549细胞作体外细胞毒实验,分析比较各材料的细胞相容性;3.以Transwell小室构建由明胶和脑部微血管内皮细胞组成的BBB模型,体外观察磁力对新型Janus材料穿透BBB模型效率的影响;4.慢病毒转染构建LUC-GFP-U251细胞系用于制备荷瘤裸鼠模型,1周后尾静脉注射含药的磁性-Janus红外响应纳米粒子,将小鼠固定于3D外置磁力装置下作靶向药物治疗,每周6次,连续3周,小动物活体成像仪连续观察瘤体生长、变化情况。实验第4周末安乐处死动物,采集小鼠的血液和心、肝、脾、肺、肾组织标本,送检肝肾功能及常规病理学检查;5.实验数据统计分析,综合评价新型药物载体的靶向运输效率及抗癌作用。结果:1.扫描电镜发现,该新型Janus硅接金纳米粒子呈球-棒结构,外形似枇杷状;加Fe3O4修饰后在透射电镜下可观察到Janus粒子的周围有Fe3O4包绕;2.红外升温实验表明,新型Janus粒子比金棒有更高的升温效率,该Janus粒子载药后,可通过红外间隔激发使所载药物受热释放,其药物释放曲线呈梯度状上升;体外细胞毒性实验表明该Janus材料有非常好的细胞相容性;3.经体外Transwell小室BBB模型验证,在外置磁场的引导下,该磁性Janus材料的透过率最高,表明磁力是该载体透过BBB模型的关键因素;4.小动物活体成像仪监测到荷瘤裸鼠1~4周的荧光动态变化图,证实肿颅内移植瘤模型构建成功,连续靶向治疗3周后评价各组疗效,以JGSMD+外置磁力装置+近红外照射组的抑瘤效应最强。结论:1.本文改进硅包金工艺成功制备出球-棒状结构的新型Janus硅接金纳米材料,该结构的Janus材料具有更好的穿透性、光热应答效应和更低细胞毒性;2.给Janus硅接金材料加予Fe3O4修饰后即成为磁力-Janus红外响应纳米载体靶向药物系统,该药物载体可在3D外置磁力装置引导下移动到肿瘤区域。荷瘤裸鼠的靶向治疗实验也初步显出良好的抑瘤效应。