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光热治疗技术是新型的肿瘤微创治疗技术,利用纳米光热试剂将近红外激光光能转换成热能,通过局部高温杀死肿瘤细胞,具有快速、高效、微创和毒副作用小等优点。为提高光热治疗效果,需要探索高效的光热转换材料。为克服单一光热治疗方案的不足,需要进一步开发新型的多功能化纳米载体,对肿瘤进行联合治疗,提高疗效和降低毒副作用。因此,本论文首先探索二氧化硅蛋黄-壳纳米结构药物载体的制备方法;在此基础上开发了硫化铜@二氧化硅核-壳复合光热材料,并进行光热治疗联合化疗的研究;之后进一步开发了亲水性的硫化铁、氧化钼光热转换材料,并探索了其光热转换性能及热消融癌细胞的效果。(1)SiO2蛋黄-壳纳米结构的制备及在药物转运上的研究探索针对SiO2蛋黄-壳纳米结构(SYSNs)制备方法存在的步骤较多、腐蚀性的刻蚀剂、高温后处理和成本高等问题,我们开发了一种简单、绿色和可控的方法制备SYSNs。采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二醇作为软模板一步合成二氧化硅核-壳-壳纳米微球,之后利用温和刻蚀剂(碳酸钠)刻蚀其中间层,获得SYSNs。通过控制刻蚀时间,制备不同壳厚度的和空隙空间的SYSNs;控制Si02核的尺寸,制备不同尺寸的SYSNs;控制硅源的加入速度,制备了半球状的SYSNs。通过对SYSNs进行FITC和PEG修饰,制备了具有细胞荧光成像和药物转运功能的纳米载体(FITC-SYSNs/PEG)。细胞实验表明,FITC-SYSNs/PEG具有很低的细胞毒性和较好的细胞内吞效率。负载DOX的FITC-SYSNs/PEG具有pH敏感的药物缓释特性。药理活性实验表明,负载DOX的FITC-SYSNs/PEG在低浓度时,比单纯DOX具有更强的癌细胞抑制效果,因此应用FITC-SYSNs/PEG作为纳米载体可以提高药物的疗效、减少使用量。(2) Cu9S5@mSiO2核壳纳米结构的制备及在光热治疗和化疗上的研究探索针对硫属铜基光热转换材料的尺寸大、水溶性差、生物相容性低和功能单一等问题,在SiO2蛋黄-壳结构制备方法基础之上,我们设计开发了二氧化硅包覆硫化铜的核-壳结构。首先制备小尺寸油溶性的Cu9S5纳米晶(~20nm),再通过CTAB将Cu9S5纳米晶转移到水相中,利用TEOS的溶胶-凝胶反应在其表面生长一层介孔SiO2壳,通过PEG修饰,获得了PEG修饰的Cu9S5@mSiO2核壳纳米复合材料(Cu9S5@mSiO2-PEG)。Cu9S5@mSiO2-PEG具有均一的尺寸、高比表面积、良好的水分散性和优异的光热转换性能。由于外壳是介孔结构,Cu9S5@mSiO2-PEG能够作为载体负载DOX,具有持续和pH敏感的药物缓释性能,并能有效的将DOX转运至癌细胞内。由于PEG修饰和Si02包覆,高浓度的Cu9S5@mSiO2-PEG依然具有很低的细胞毒性和很低溶血率。细胞和小鼠肿瘤模型实验表明,在近红外激光辐照下,Cu9S5@mSiO2-PEG能有效的热消融癌细胞,进行光热治疗;并可通过热成像仪实时监控肿瘤区域的温度变化;同时能够作为载体负载抗癌药物对肿瘤进行化疗;重要的是,表现出光热治疗与化疗的联合增强效果。(3)亲水性FeS2纳米晶的制备及光热消融癌细胞的研究探索为提高光热治疗效果,降低激光对正常组织的损伤,需要进一步开发新型高效的光热转换材料。黄铁矿(FeS2)具有来源广泛、成本低、消光系数高和带隙宽度在近红外区域等优点。我们通过热解法和表面修饰,获得了亲水FeS2纳米晶(~20nm),其具有很强的近红外光吸收。使用1.8W/cm2的808nm激光辐照600s,可使FeS2纳米晶(80μg/mL)水分散液升高36.6℃,纯水(Oμg/mL)仅升高2℃,说明其具有优异的光热转性能。细胞和小鼠肿瘤模型实验表明,在808nm激光辐照下,FeS2纳米晶能有效的热消融癌细胞,因此是一种潜在的光热转换材料。(4)亲水性氧化钼纳米材料的制备,表征及热消融癌细胞研究探索具有氧缺陷结构的氧化钼纳米片(MoO3-x)具有很强的近红外吸收,然而由于油胺作为配体,产物为疏水性,生物相容性差。因此,我们发展了简单的一步水热法制备亲水性氧化钼纳米光热转换材料。研究发现,使用PEG作为表面活性剂时,所制备的氧化钼在近红外区域具有很强的表面等离子体共振吸收;反应温度升高时,氧化钼的形貌从纳米球逐渐转变成纳米带,同时吸收峰发生红移;由于PEG作为配体,氧化钼具有很好的水溶性,可直接用于生物体系中。以氧化钼纳米带作为模型研究其光热转换性能,在980nm激光激发下,纳米带能有效的将光能转换成热能,并能消融癌细胞,初步的实验结果将有利于推进钼基纳米材料在光热转换中的应用。