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肿瘤的复杂性和多样性极大增加了临床肿瘤治疗的困难性。为了提高肿瘤治疗效果,目前临床治疗方案已逐渐从单一疗法转向联合疗法。铂纳米晶体可与肿瘤细胞中的过氧化氢(H2O2)发生类芬顿反应,产生具有细胞毒性的羟基自由基(·OH),进而实现化动力治疗。多孔铂纳米晶体在近红外(near-infrared,NIR)区有较强的宽带吸收,故可作为肿瘤治疗中的NIR光热转换试剂。因此,具有多孔结构的铂纳米花(platinum nanoflowers,Pt NFs)有望具有光热与化动力的双重治疗效果。在NIR光照射Pt NFs产生热的同时,Pt NFs中的光生热载流子也可敏化空气中的O2,从而生成对肿瘤细胞具有毒性的高能活性氧(reactive oxygen species,ROS)如单线态氧(~1O2),即产生了光动力效应。然而,光生热载流子寿命短易发生复合以及肿瘤环境的乏氧问题限制了Pt NFs的上述光动力效应。为了解决这个问题,本课题在Pt NFs表面包覆氧化亚铜(Cu2O),形成金属-半导体的核壳纳米结构。Cu2O作为p型半导体可高效地传导空穴,从而促进铂纳米花中的光生热载流子(电子和空穴)的分离。与此同时,Cu2O能与H2O2发生类芬顿反应起到化动力治疗的效果,且反应产物Cu2+还能继续与H2O2反应产生O2,从而改善肿瘤环境的乏氧问题。因此,本课题所制备的铂/氧化亚铜复合纳米结构(Pt@Cu2O)将具有优异的光热、化动力、光动力效应,从而在肿瘤治疗中充分发挥协同治疗的效果。首先,本文采用模板法制备了Pt NFs,并通过改变表面活性剂浓度和铂源浓度控制Pt NFs的尺寸。对所合成不同尺寸的Pt NFs进行波长为980 nm的NIR光照射后,发现尺寸为15.55±2.42 nm的Pt NFs-1具有最高的光热转换效率(84.71%)和最佳的类过氧化物酶性能。因此,以Pt NFs-1作为内核,采用化学原位生长法构建Pt@Cu2O。通过控制化学反应时间、反应温度、Pt NFs用量、还原剂用量得到了形貌均一的Pt@Cu2O,并对其光热性能、光动力效应进行考察后,发现Pt@Cu2O的NIR光热转换效率(81.17%)与Pt NFs相近,且在光照下产生的~1O2量比Pt NFs的更多,这说明Pt@Cu2O比单一Pt NFs具有更强光动力效应。进一步考察了Pt@Cu2O在不同p H条件下的类过氧化物酶活性,结果发现Pt@Cu2O在弱酸性条件(p H=5.0)下表现出强类过氧化物酶活性。采用米氏方法拟合了Pt@Cu2O和Pt NFs产生·OH的反应动力学过程,结果发现Pt@Cu2O相对于Pt NFs表现出更快的反应速率和更强的底物亲和力,且优于已报道的Fe3O4@Bi2S3和Pt@Ti O2。此外,Pt@Cu2O还展现出在酸性条件下比Pt NFs更强的催化H2O2产生O2的能力,可以有效改善肿瘤环境乏氧的情况。其次,为了提高Pt@Cu2O的生物相容性,对Pt@Cu2O的表面依次进行了多巴胺(dopamine,DA)和聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)功能化修饰。通过粒径、表面电荷、红外光谱及热重的表征证实了Pt@Cu2O表面成功修饰了5.27%的PEG,且在弱酸性条件下能够实现Cu2O壳层的降解。随后考察了经DA和PEG修饰后的Pt@Cu2O(Pt@Cu2O-DA-PEG)的生物相容性及细胞毒性,结果表明其对于正常细胞具有较好的生物相容性,而对于肿瘤细胞则有一定的毒性作用。在980 nm激光照射下Pt@Cu2O-DA-PEG在肿瘤细胞中产生了远多于单一Pt NFs的ROS。通过考察不同治疗模式下的细胞治疗效果,发现Pt@Cu2O-DA-PEG+Laser组的肿瘤细胞存活率最低(17.1%),表明Pt@Cu2O-DA-PEG较好地发挥了光热治疗、光动力治疗以及化动力治疗的协同治疗效果。最后,开展了Pt@Cu2O-DA-PEG进行小鼠体内肿瘤治疗的研究。首先通过光声信号仪检测了Pt@Cu2O-DA-PEG的光声信号强度,发现当Pt@Cu2O-DA-PEG注射进BALB/C荷瘤小鼠体内8 h后,在肿瘤区域富集程度达到最高。随后通过对Pt@Cu2O-DA-PEG+Laser组、PBS+Laser组、PBS组BALB/C荷瘤小鼠进行体重变化及肿瘤体积变化的记录,并在治疗14天后对其脏器及肿瘤进行HE染色观察组织结构,考察Pt@Cu2O-DA-PEG的体内抑瘤效果。发现Pt@Cu2O-DA-PEG+Laser组BALB/C荷瘤小鼠体重变化增加,肿瘤体积缩小,肿瘤细胞结构被破坏,脏器细胞结构较为完整,表明Pt@Cu2O-DA-PEG具有较好的生物相容性和体内抑瘤效果。综上所述,本论文工作所制备的Pt@Cu2O-DA-PEG不仅具有较好的生物相容性而且具有优异的光热、光动力、化动力协同治疗效果,有望进一步作为多功能的纳米平台应用于肿瘤治疗的临床应用。