论文部分内容阅读
近年来，在生物医学应用方面，多功能纳米材料凭借其优异的光、电、磁、热和优秀的机械性能，展示了自己的独特优势。多功能纳米材料可以同时满足对肿瘤的诊断和治疗，如生物成像，示踪，光热效应，光动力效应，药物递送等诊断和治疗方面的需求。避免了肿瘤治疗中的重复诊断，多次给药，实现了增强疗效和减少毒副作用的优势。本论文主要采用高温溶剂法以及相转移包覆介孔SiO2的方法合成多功能纳米复合物，然后通过尾静脉注射的系统疗法和基于静电纺丝技术的手术植入的局部治疗的方法，来实施对肿瘤的诊疗。具体内容可以总结如下: 通过相转移辅助的表面活性剂模板涂覆的方法成功合成了多功能介孔二氧化硅包覆上转换发光/磁性NaGdF4∶Yb/Er@NaGdF4∶Yb@mSiO2纳米粒子。随后由亲水性聚合物聚乙二醇(PEG)修饰该纳米粒子来改善它的稳定性和生物相容性，得到生物相容性良好的纳米复合物NaGdF4∶Yb/Er@NaGdF4∶Yb@mSiO2-PEG(UCNPS)。NaGdF4∶Yb/Er@NaGdF4∶Yb核赋予这个纳米复合物上转换/磁共振的双模式成像的性质，而介孔SiO2层可以用来装载和运输抗癌药。体外，体内的实验结果表明该纳米复合物UCNPS可以作为诊疗剂，实现同步的上转换/磁共振双模式成像，同时完成体内抗癌药（阿霉素）向肿瘤的递送，最终实现了活体水平的诊疗一体化。 成功合成了核壳结构的Nd3+敏化、介孔SiO2包覆的NaYF4∶Yb/Nd/Er@NaYF4∶Nd@mSiO2纳米复合材料，其中上转换核NaYF4∶Yb/Nd/Er@NaYF4∶Nd在808nm激光照射下具有良好的上转换荧光性质成，而介孔二氧化硅壳可以装载抗癌药物阿霉素(DOX)。体内毒性评估证实纳米颗粒具有良好的生物相容性。与纯DOX相比，DOX-NaYF4∶Yb/Nd/Er@NaYF4∶Nd@mSiO2纳米复合材料具有更好的抗肿瘤活性。因此，这类复合纳米材料可以实现808nm近红外激光照射下的上转换发光成像;同时可以作为抗癌药物递送载体来递送抗癌药，实现肿瘤的治疗，从而实现活体水平肿瘤的协同诊断和治疗。 设计，合成了抗癌药盐酸阿霉素(DOX)装载的DOX-MnFe2O4@mSiO2多功能纳米复合材料。该材料集磁靶向，光热转换效应和T1/T2加权的双模式磁共振成像这些特性于一身;此外，MnFe2O4的光热效应产生的热，不仅可以烧死肿瘤细胞，同时和肿瘤组织的低pH一样，可以促进介孔SiO2层装载的抗癌药释放，增强化疗效果，从而达到多模式协同治疗的目的。实验结果表明:DOX-MnFe2O4@mSiO2纳米复合材料不仅具有高的生物相容性，而且是有效的磁靶向的光热/化学双模式协同治疗和T1/T2加权的双模磁共振成像(MRI)的潜在多功能诊疗平台。 设计、合成了一种多功能的双药载体复合纤维:即采用新型的聚己内酯(PCL)-明胶（良好的生物相容性和细胞黏附性）包覆NaGdF4∶Yb/Er@NaGdF4∶Yb@mSiO2-PEG核壳纳米颗粒的复合纤维作为双重载药体系(简写为MC/UCNPS/DOX)。在该体系中，具有介孔结构的NaYF4∶Yb3+/Er3+@mSiO2纳米粒子可以装载抗癌药盐酸阿霉素(DOX)，纤维(PG)担载另一种消炎药吲哚美辛(MC)，两种药物在同一载药体系中呈现不同的释放性质。同时，载药体系中Er3+离子的2H11/2-4 I15/2，4S3/2-4I15/2和4F9/24I15/2上转换荧光强度的比值随着DOX的释放量而改变。进而，以这种材料作为“埋植材料”通过外科手术直接用于带肿瘤小鼠的活体治疗，结果发现这种双载药体系具有良好的生物相容性及更好的肿瘤治疗效果;而且NaGdF4∶Yb/Er@NaGdF4∶Yb核具有上转换发光/磁性，可实现活体内上转换/磁共振的双模式成像。 成功组装了复合抗肿瘤药物的载体:DOX-Cu9S5@mSiO2-PG复合纤维。其中将抗肿瘤药物盐酸阿霉素(DOX)装载到核-壳结构Cu9S5@mSiO2纳米粒子的介孔孔道中，然后将DOX-Cu9S5@mSiO2纳米复合物分散到聚己内酯和明胶的三氟乙醇液中，利用静电纺丝技术获得纳米纤维的片状纺丝材料:DOX-Cu9S5@mSiO2-PG。然后，通过外科手术，将所得多功能纺丝材料直接植入到小鼠的肿瘤部位，通过介孔二氧化硅中释放的DOX和在980nm的激光照射下的Cu9S5纳米粒子的光热转换性能生成的热，完成了在活体水平对肿瘤的原位的化疗和光热治疗的协同治疗。体内实验结果证明，与阿霉素的单一化疗或者Cu9S5@mSiO2的单一光热治疗相比，在980nm激光照射下DOX-Cu9S5@mSiO2复合纤维协同的化疗/光热治疗具有更有效的抑制肿瘤效果。