一、研究目的转移性骨肿瘤是癌症高发且致命的并发症,但目前缺少有效的临床治疗,常见的治疗方法为手术治疗、放射学治疗、化学药物治疗等,但几种疗法都存在一定缺陷。手术治疗创伤大,易复发;放疗有引起组织细胞恶变的风险;化疗对机体毒副作用较大,且肿瘤病人身体虚弱,常难以承受化学治疗的持续进行。因此寻找毒性低、副作用小、效果好的治疗转移性骨肿瘤的新思路尤为重要。光热治疗(Photo-thermal Therapy,PTT)是一种针对多种肿瘤的新型治疗策略,有诸多优于传统方法的优势,在肿瘤治疗领域受到广泛关注,且疗效肯定。近红外光线对生物组织穿透能力较强,可深达患处,经靶向纳米药物将光能转换成热能,准确提高肿瘤部位的温度,可在减小正常组织损伤情况下,利用局部过热引起的热杀伤作用有效治疗肿瘤。所以,光热治疗作为转移性骨肿瘤治疗的一种新方法,具有良好的临床前景。开发可介导骨靶向的高效纳米光热材料是将光热治疗成功应用于转移性骨肿瘤治疗的关键。已经证明,光热纳米材料在其他种类的转移性肿瘤的光热治疗中效果明显、确切,但应用光热治疗转移性骨肿瘤的研究目前仍较少。现有光热材料的骨靶向性弱,光热治疗效果差,生物相容性差,存在慢性毒性作用,都限制了光热治疗在转移性骨肿瘤中的应用。所以设计出适用于转移性骨肿瘤光热治疗的新型纳米材料,使其具有骨靶向能力强,光热性能强,生物安全性好等性能与特点,是转移骨肿瘤光热治疗的重要基础。本研究拟以植酸为骨靶向材料,合成一种可介导骨靶向的高效的植酸-铂纳米光热材料。植酸螯合钙离子的能力强,有靶向骨肿瘤潜能,且植酸有极低毒性及抑癌活性,能一定程度上抑制癌细胞的生长。铂纳米颗粒则具有高效的光热转换效率,且具有生物安全性。合成的植酸-铂纳米光热材料尺寸分布在5 nm以内,能够快速通过肾脏清除,减少了纳米颗粒在体内潴留。本课题通过研究这种新型植酸-铂纳米材料的合成、骨靶向能力、光热性能、生物安全性等多方面特征,明确其对转移性骨肿瘤光热治疗的效果,为开拓转移性骨肿瘤的光热治疗新技术提供新的思路。二、研究方法(1)植酸-铂纳米颗粒的制备及表征:使用氯铂酸、柠檬酸三钠和植酸合成植酸为模版合成的铂纳米颗粒,建立其制备技术。通过透射电子显微镜来观察植酸-铂纳米材料的大小及形态;(2)植酸-铂纳米颗粒的螯合能力和光热效能检测:通过光热效应实验观察植酸-铂纳米颗粒的光热效果。应用人工骨(羟基磷灰石)吸附实验观察植酸-铂纳米颗粒的螯合钙离子能力。(3)植酸-铂纳米颗粒的细胞毒性检测:应用MTT法观察该纳米颗粒的细胞毒性。(4)植酸-铂纳米颗粒的骨肿瘤治疗能力检测:建立肺癌胫骨转移性骨肿瘤裸鼠模型,用近红外光照射胫骨肿瘤进行光热治疗,观察其对骨肿瘤靶向性、光热性以及骨肿瘤细胞的杀伤效应。三、研究结果(1)成功建立了以植酸为模版的铂纳米颗粒合成技术。发现了该植酸-铂纳米颗粒物理表征稳定,颗粒大小在2-3nm范围内,形态相似性好。(2)该植酸-铂纳米颗粒在808nm处有良好的吸光效果,热效应良好有效。在体外吸附的实验中,对比两块人工骨我们可以发现实验组的吸附程度高、吸附能力强。(3)植酸-铂颗粒的生物相容性具有浓度依赖关系。(4)该植酸-铂纳米颗粒对肺癌胫骨转移性骨肿瘤裸鼠模型具有良好的体内骨肿瘤靶向能力,光热治疗效果好,肿瘤抑制作用明确,生物安全性良好,具有对转移性骨肿瘤的治疗作用。四、结论本研究成功制备了一种以天然植物成分无害成分植酸为模版合成的新型超小铂纳米材料,该材料具有尺寸超小,稳定分散存在,体内外均具有良好的骨靶向性能,无明显毒副作用,生物相容性好,光热治疗转移性骨肿瘤效果明确的优势。这种新型植酸-铂纳米材料为转移性骨肿瘤的光热治疗提供了新的视角。