化学动力/光热/光动力复合介孔纳米粒子的制备及体外抗癌性能研究

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癌症严重威胁了人类健康。传统的癌症治疗方法,例如手术,化疗和放疗在杀死癌细胞的同时也给正常组织带来严重的毒副作用,普遍缺少选择性且疗效差。化学动力治疗(CDT),利用Fenton或类Fenton反应,将H2O2转化为·OH,杀死癌细胞。因癌组织的H2O2浓度远高于正常组织,因此,CDT仅杀死癌细胞,具有高度选择性。然而,单独的CDT效率相对较差,结合其他治疗模式被认为是增强CDT的重要手段。光学治疗包括光热治疗(PTT)和光动力治疗(PDT),利用光源激发累积在肿瘤组织的光疗制剂杀死癌细胞,具有在时间和空间上可控、微创、以及治疗精度高的特点。将CDT和光学治疗结合,是发展高效率癌症选择性治疗技术的重要策略。因此,本文以开发新型高效率的癌症选择性治疗技术为目标,基于介孔材料的独特优势,合成了两种CDT、PTT和PDT(CDT/PTT/PDT)协同治疗体系,用于癌症的选择性治疗。首先,以介孔二氧化硅(MSN)作为载体,制备了外表面修饰Fenton试剂二茂铁(Fe),孔道负载光疗制剂吲哚箐绿(ICG),最外层络合堵孔物环糊精(β-CD)的纳米复合物(ICG-MSN-Fe),用于CDT/PTT/PDT治疗。ICG在近红外(NIR)光照射下产生的高热不仅可以直接杀死癌细胞,实现PTT,而且能将β-CD移除,暴露出表面的Fe。暴露的Fe可通过Fenton反应将癌细胞内的H2O2转化为有毒的·OH杀死癌细胞,实现CDT。此外,ICG产生的~1O2可以通过协同作用进一步杀死癌细胞,实现PDT。体外实验结果表明,与单模式的CDT或双模式的PTT/PDT相比,CDT/PTT/PDT对癌细胞的抑制率大幅度提高。其次,以介孔二氧化铈(Ce O2)纳米棒作为类Fenton试剂及载体,制备了孔道负载光疗制剂ICG,外表面包覆牛血清白蛋白(BSA)的纳米复合物(Ce O2@ICG@BSA),用于CDT/PTT/PDT治疗。Ce O2纳米棒能在弱酸性环境下将癌细胞内的H2O2转化为·OH,执行CDT;而其孔道可以负载ICG,ICG在NIR光照下,能同时执行PDT和PTT,与此同时,光热效应还能增强Ce O2的催化活性,从而增强CDT效率。当前研究方案作为癌症选择性治疗的概念验证,对设计高效的癌症选择性治疗体系具有重要的参考价值。
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