吲哚菁绿复合纳米颗粒的构建及其生物学应用

来源 :华侨大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:galatea
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
吲哚菁绿(indocyanine green,ICG)是临床上常见且使用最广泛的近红外光(near infrared,NIR)成像剂,具有优异的光疗效果使其广泛用于肿瘤诊疗及细菌感染治疗。但由于ICG水不稳定,容易被体内清除,半衰期较短等问题,限制了其在临床的生物学应用。此外,单一的光疗不足以杀伤细菌或肿瘤细胞,易造成肿瘤复发或引起周围组织的热损伤,无法满足临床治疗的需求。为了能有效改善光疗疗效,急需开发多功能药物共递送体系用于实现高效率的肿瘤治疗及细菌杀伤作用。为了解决上述问题,并拓展ICG的生物医学应用,本文设计了一系列基于ICG多功能协同治疗体系,用于实现肿瘤诊疗及细菌感染。首先,本文利用超临界流体抗溶剂法(supercritical antisolvent,SAS)构建ICG纯药纳米颗粒(ICG nanoparticles,ICG NPs),采用全因子实验研究工艺参数对ICG NPs的影响。随后,为了提高ICG的稳定性,在其表面修饰阳离子聚合物聚鸟氨酸(poly-l-ornithine,PLO),获得聚鸟氨酸包裹的吲哚菁绿纳米颗粒(ICG-PLO NPs),并对其理化性质和光热性质进行考察。结果表明,ICG-PLO NPs具有均一的球状结构,平均尺寸为35.5 nm,其表面电荷从-15.6 m V翻转为16.3m V,在水溶液储存14天后依旧稳定存在。此外,ICG-PLO NPs展现出优异的荧光成像效果,并能有效提高ICG的体内外光热治疗效果。其次,为了解决光疗无法高效治疗肿瘤、化疗容易产生副作用、药物难以递送到肿瘤病灶部位等问题,本文构建了靶向药物纳米颗粒用于实现肿瘤诊疗一体化。首先,利用SAS法构建了化疗药物紫杉醇(paclitaxel,PTX)与ICG复合纳米颗粒(ICG/PTX NPs),ICG/PTX NPs的药物比例为ICG=66.9%、PTX=33.1%。随后,利用层层自组装技术将一氧化氮(nitric oxide,NO)前体聚精氨酸(poly-l-arginine,PLA)和具有靶向能力的多糖透明质酸(hyaluronic acid,HA)对其进行包封,获得透明质酸修饰的靶向纳米颗粒(ICG/PTX-PLA-HA NPs)。结果表明,该靶向多功能纳米平台具有均一的球形结构,平均粒径为28.0 nm,具有较高的药物包封率,其中ICG=98.4%±0.6%、PTX=97.7%±0.7%。体外实验表明,NIR激发下ICG/PTX-PLA-HA NPs具有优异的NO及ROS产生性能,实现了较强的肿瘤细胞靶向效率,在较低剂量下展现了优异的协同抗肿瘤效果。体内实验表明,与单一治疗方式相比,ICG/PTX-PLA-HA NPs通过有效发挥光疗、化疗及气体治疗协同治疗效果,并对肿瘤生长产生明显的抑制作用。最后,为拓展ICG的临床应用,并解决光疗无法有效实现抗菌感染的问题,本文开发了复合纳米载药体系用于实现协同抗菌。首先,选择木犀草素(Luteolin)为模型药物,利用SAS法制备ICG/Luteolin复合纳米颗粒(ICG/Luteolin NPs),采用全因子实验来研究各种工艺参数对ICG/Luteolin NPs的影响,最佳的制备条件为:CO2流速为40 g/min,压力为12 MPa,溶剂流速为0.5 mg/m L。随后,利用抗菌多糖壳聚糖(chitosan,CS)对其表面进行包裹,获得CS修饰的复合纳米颗粒(ICG/Luteolin-CS NPs),其显示出较高的包封率,其中ICG=99.1%±0.4%、Luteolin=97.3%±0.7%。体内外结果表明,在NIR激光的照射下,ICG/Luteolin-CS NPs展现出优异的抗菌性能(接近100%)、抗生物膜形成及抵抗生物膜效果,并具有良好的生物安全性。体内伤口感染实现表明,该协同抗菌体系可有效治疗金黄葡萄球菌伤口感染并加快了伤口愈合,8天内的创面愈合率达到87%。该复合纳米颗粒具有优异的抗菌、生物膜清除及促伤口愈合效果,为治疗皮肤细菌感染提供了一种具有前景的方法。综上所述,本论文成功地制备得到的ICG-PLO NPs、ICG/PTX-PLA-HA NPs、ICG/Luteolin-CS NPs复合纳米药物递送系统。不仅有效提高了ICG的体内外稳定性,并能结合了多种协同治疗方法用于高效抗菌及抗肿瘤,从而推动了ICG载药体系的发展,也为发展ICG的生物医学应用提出了新思路。
其他文献
随着桉树人工林在中国的快速发展,不合理经营措施导致的林地土壤肥力质量下降问题受到社会大众和科研群体的高度关注。延长培育周期或采取混交处理被认为是较好的缓解人工林土壤质量问题的解决办法。然而,针对桉树人工林,以往研究主要关注改造措施对土壤养分状况的影响,而较少从土壤微生物角度探讨土壤质量问题存在的原因及机理。桉树纯林培育周期延长、连栽代次下降或者混交处理如何影响林地土壤肥力状况?伴随着土壤理化性质的
学位
背景:复发性髌骨脱位是常见的膝关节运动损伤疾病,其累及伸膝装置,会显著降低患者运动能力,造成顽固性疼痛和膝关节退变。近年来,下肢整体旋转异常与复发性髌骨脱位发生发展的关系愈发受到研究者的重视。但是,尚无对复发性髌骨脱位患者站立位时下肢功能旋转异常的研究,缺乏中国人中以去除下肢异常旋转的股骨远端去旋转截骨术的疗效观察,同时也欠缺一种简便的评估患者膝关节功能的患者报告评分。本研究旨在中医“筋骨并重”理
学位
针对缺陷改性Z型异质结全光谱吸收稳定性低、反应驱动力稳定性低、暗催化反应稳定性低的问题,本课题通过紫外光辐射、水热、溶剂热和光沉积等方法制备了一系列缺陷、内建电场和金属改性的Z型异质结。通过先进的表征技术与理论计算相结合,研究了缺陷构筑对异质结光学、化学、光电化学性质和载流子动力学过程的影响。通过降解有机污染物和去除NO评估缺陷、内建电场和金属改性Z型异质结的光催化和暗催化反应的活性和稳定性,建立
学位
飞机传统设计是从负载、配电到发电的串行设计过程,各个子系统的设计互相独立,难以保证飞机整体的综合性能,甚至可能导致系统难以正常工作,因此通常带来大量迭代设计工作,大大增加了设计难度、成本和周期。而飞机的电气化技术使得电能将所有机载设备集成于一体,各子系统互相作用关系更加复杂,传统的设计方法已经难以满足未来发展需求。本文对飞机供电系统的集成设计方法开展研究,采用基于模型和优化的智能化方法开展飞机供电
学位
目的:宫颈癌是最常见的女性恶性肿瘤之一,具有很高的发病率和死亡率,严重危害着女性的健康以及生命安全。手术和放化疗仍然是宫颈癌的主要治疗手段,但对于降低晚期患者死亡率方面作用不大。因此,寻找宫颈癌的分子靶标以及明确其发病机制至关重要。EPB41L3是细胞膜和细胞骨架相关蛋白4.1的超家族成员,参与细胞运动和黏附等相关过程,在细胞生长、分化以及上皮样细胞结构建立过程中起重要作用。蛋白EPB41L3表达
学位
酸化压裂是开发低渗致密碳酸盐岩油藏的重要措施,但酸化面临两个重要的问题:(1)酸岩反应过快导致酸液无法到达储层深部;(2)储层酸敏伤害。为解决酸岩反应过快的问题,研发出了聚合物稠化酸、表面活性剂稠化酸、乳化酸及泡沫酸等用于延缓反应速率。但仍存在其他问题:聚合物难破胶、难降解,反排不彻底容易伤害储层;表面活性剂稠化酸中表面活性剂的使用浓度高导致成本高;乳化酸及泡沫酸的稳定性差等。解决储层酸敏问题通常
学位
在视觉艺术中,光与影是不可或缺的绘画要素,相对于“光”之耀眼被谈论的太多,“影”还有可被探索和研究的余地。光影作为一种让人习以为常的存在,我们却极少追问这样的问题:绘画中的暗影从何而来?是光之附属,还是与光截然对立的自足存在,或是光所照耀之处原本藏匿?对于暗影的原初性思考,实则是对暗影在当代艺术图像中意义之所在的审视与追问。本文以绘画中的暗影,包括阴影、投影、影子等诸影作为探究的对象,从暗影的物质
学位
断裂能表示裂缝扩展单位面积所消耗的能量,该参数表征材料对于裂缝扩展的抵抗能力,是控制结构失效可能性的一个关键因素,同时它也是用于断裂性能分析的断裂模型中不可缺少的输入参数。但是,目前水泥基材料的断裂能研究中存在着一些影响因素,导致断裂能作为一种材料参数,却不能得到准确、稳定的结果。这些影响因素主要体现在三个方面,第一,加载速度引起的动能耗散;第二,断裂模式的影响;第三,断裂面外的弹性和塑性变形能耗
学位
动剪切模量阻尼比是表征土体变形和强度特性的核心指标,也是开展场地地震反应分析和基础性态抗震设计的必要条件。目前动剪切模量阻尼比的经验认识与表达式,几乎均来自共振柱、动三轴、直剪、压缩等单元试验。但与实际工程条件相比,单元试验在应力边界、排水条件、加荷方式等方面具有显著差异,并具有尺寸效应、橡皮膜嵌入效应等误差因素,建立数学模型和表达式在工程应用中常常具有很大不确定性。相比而言,动力离心试验和振动台
学位
[背景]多发性骨髓瘤(Multiple myeloma,MM)是一种目前仍无法治愈且总体预后较差的血液系统恶性肿瘤,属于浆细胞异常克隆类疾病。尽管新型西药及自体造血干细胞移植(autologous hematopoietic stem cell transplantation,ASCT)疗法一定程度上改善了患者预后,但较大的经济压力及药物不良反应影响了不少MM患者的预后,并且患者最终仍面临难治或者
学位