论文部分内容阅读
癌,是恶性肿瘤中最常见的一类。癌症因其难以有效预防、临床治疗过程负担重、治疗后生存率低、治疗费用昂贵,已成为世界上致命的人类疾病之一。然而,癌症的早期的诊断和治疗工作对全世界来说仍然是一个巨大的挑战。癌症具有各异性,对不同的人群、不同肿瘤发生部位和不同的肿瘤阶段应使用不同的治疗方法,只有经过实验室检查和影像学、细胞病理学检查做出明确诊断、了解其范围和程度,才能确定治疗策略。近年来,被大量研究并广泛应用的各种类型的功能材料,特别是功能纳米材料,可以为癌症的早期发现、诊断以及治疗方案的选定提供更多的机会。例如,基于分子成像技术的磁共振成像（MRI）造影剂（CA）纳米材料,可以增强肿瘤区域与正常组织之间的对比度,使得病灶部位在结构上显示更为清晰、精准,方便医务人员进行诊断。此外,发展“诊疗一体化”的多功能纳米材料,可以对功能单一的传统造影剂和癌症治疗药物进行功能性扩充,实现癌症治疗过程中的可视化功能和实时监测功能。因此设计并制备具有分子成像功能与癌症治疗功能一体化的多功能纳米材料,并研究其在癌症治疗领域中的应用对生物医学的发展具有十分重要意义。基于此,本文第二章中通过微波辅助剂热法简单、快速地制备了不同锰含量的锰掺杂普鲁士蓝纳米粒子（Mn PB-25%,Mn PB-50%）。经测试,本方法制备的Mn PB-25%和Mn PB-50%均为规整的立方体形貌,粒径大小均一。其紫外-可见-红外吸收光谱在近红外区域（750 nm-1000 nm）显示出较高的吸收峰,说明Mn PB-25%和Mn PB-50%在近红外波段具有较强的光吸收能力,有希望用作光热转换材料。通过体外的光热效果测试同样证实了这一观点,在固定波长为808 nm的近红外光激发下,Mn PB-25%和Mn PB-50%都显示了较好的产热效果,最高温度分别为51.3℃和55.3℃,达到了肿瘤细胞的热致死临界温度（40℃）。此外,通过使用临床使用的3.0 T磁共振扫描仪进行MRI测试结果显示,Mn PB-25%和Mn PB-50%均表现出很好的MRI信号增强效果。另一方面,本文第三章采用吡咯（py）的原位化学氧化聚合,在Mn PB NPs的外表面生成有机高分子聚合物聚吡咯（PPy）作为表面修饰层,形成核壳结构的锰掺杂普鲁士蓝@聚吡咯纳米粒子（Mn PB@PPy NPs）。Mn PB@PPy有较好的近红外区域光吸收能力,其中光热转化效率为33.6%。同时Mn PB@PPy具有规整的立方体粒子形貌和适宜的粒子尺寸。细胞毒性实验表明Mn PB@PPy生物相容性较好,生物毒性较低。Mn PB@PPy作为MRI造影剂所具有的增强纵向驰豫率（T1）的能力,经过体外实验测试出其纵向弛豫率为10.54 m M-1 s-1。Mn PB@PPy NPs作为药物载体,通过疏水作用可以将抗癌药物阿霉素（DOX）吸引到Mn PB@PPy NPs的表面,再通过DOX与PPy之间的π-π堆叠相互作用力使得DOX与Mn PB@PPy NPs紧密结合形成Mn PB@PPy-DOX药物递送系统（DDS）。此外,因为PPy会在超低浓度的过氧化氢（H2O2）下逐渐氧化降解为过氧化物,所以该DDS不仅可以响应光热效应释放药物,还可以迅速响应超低浓度的H2O2进而释放装载的药物分子,形成化疗-光热（PTT）协同的癌症治疗体系。Mn PB@PPy-DOX可以用作检测肿瘤部位和监测治疗进展的MRI分子成像试剂和光热/化疗治疗试剂,这种集成诊断和治疗于一体的多功能诊疗剂在未来的纳米医学中拥有巨大的应用潜力。