【摘 要】
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随着肿瘤治疗方法的多样化发展,利用精心设计的高级纳米载药体系进行肿瘤的多模态联合协同治疗凸显出越来越重要的作用与意义。介孔二氧化硅(MSNs)因其比表面积大,结构可控、生物相容性高,表面易修饰等优异的特性成为了一种较为普遍的纳米载体材料。同时,MSNs也存在着孔径较小、难以调节,无法同时担载多种所需的小分子和大分子客体分子的缺陷。黑磷(BP)作为一种二维材料在近红外光区具有高光热转换效率和光动力学
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随着肿瘤治疗方法的多样化发展,利用精心设计的高级纳米载药体系进行肿瘤的多模态联合协同治疗凸显出越来越重要的作用与意义。介孔二氧化硅(MSNs)因其比表面积大,结构可控、生物相容性高,表面易修饰等优异的特性成为了一种较为普遍的纳米载体材料。同时,MSNs也存在着孔径较小、难以调节,无法同时担载多种所需的小分子和大分子客体分子的缺陷。黑磷(BP)作为一种二维材料在近红外光区具有高光热转换效率和光动力学效应,在生物体内可降解为安全无毒的磷酸盐,这使其在光热材料的生物应用方面优于其他有机光热治疗剂,但是BP在体内环境的快速降解和排出也限制了其在生物医学方面的应用。本文综合考量了介孔二氧化硅及黑磷材料的优势及不足,首次探索了一种基于等级多孔二氧化硅和黑磷杂化纳米复合物的智能递送系统,该体系调控制备出了等级多孔二氧化硅(FMSN),扭转了BP在生物体内的快速降解的劣势,同时赋予了该杂化纳米复合物光热-化疗协同治疗的特性。主要的研究内容及结果如下:首先,本文探讨了获得高产量的150-200 nm黑磷纳米片(BPNSs)和小于10 nm黑磷量子点(BPQDs)的制备方法和条件。通过对超声剥离、电化学剥离块状黑磷(bulk BP)制备小尺寸黑磷条件的探索,发现了电化学和超声剥离的联合应用有利于获得高产率理想形貌的黑磷目标产物。经联合剥离方式的改进,理想黑磷目标产物的产率可达21.6%。与单一剥离方法相比,电化学剥离与超声剥离的联合应用大大提高了块状黑磷剥离的效率与产率。其次,为了构建一个适用于恶性肿瘤协同治疗的智能纳米载药体系,本文设计制备出了具有光热-化疗效应的等级多孔二氧化硅和黑磷杂化纳米复合物。为了与带负电荷的黑磷量子点(BPQDs)结合,本文首先通过一步法制备获得了具有氨基修饰、超高比表面积(2320 m~2 g-1)及2.6 nm和10 nm的等级孔结构且带正电荷的等级多孔辐射状二氧化硅(FMSN)。FMSN与BPQDs通过静电吸附结合为FMSN@BP杂化纳米复合物,再与肿瘤部位高表达的叶酸受体的靶基团叶酸(FA)结合增加主动靶向性。同时,该FMSN@BP杂化纳米复合物具有较高的DOX担载量,当DOX与FMSN@BP的投料比为8:1时,FMSN@BP的载药量可达到328.3%。最终通过对FMSN@BP进行FA修饰和DOX担载形成了FMSN@BP-DOX-FA杂化纳米复合物。在体外试验中,FMSN@BP杂化纳米复合物表现出良好的生物相容性,同时具有近红外光响应性、p H控释药物释放的特性。对比发现,本文所制备的FMSN较单一孔径的MSNs对担载的BPQDs起到了更好的保护作用,在一定程度上提高了黑磷的体内稳定性,并表现出了更优异的光热性能及较高的DOX担载能力。最后,在细胞水平上评估了该FMSN@BP-DOX-FA杂化纳米复合物在近红外光(NIR)辐照下的细胞存活率(26.50%)显著低于没有NIR辐照存在的细胞存活率(45.22%);体内抑瘤实验中进一步证实了该FMSN@BP-DOX-FA杂化纳米复合物相较于其他对照组在荷瘤小鼠体内具有更长的肿瘤部位滞留时间,更有利于化疗药物DOX与光热效应的靶向协同治疗。同时,该杂化纳米复合物在NIR辐照下的化疗和光热治疗效果也显著优于其他对照组,肿瘤生长抑制效果最强。治疗结束后,取小鼠重要器官进行H&E染色切片分析,结果表明该纳米材料未对小鼠造成其他系统毒性。综上所述,本文联合电化学和超声剥离方法制得了高产率BPNSs和BPQDs;然后通过一步法制备了氨基修饰的带正电的等级多孔辐射状二氧化硅(FMSN),利用静电吸附得到了FMSN@BP杂化纳米复合物,随后进行FA靶向修饰和DOX担载,形成了具备主动靶向、光热、光动力性能和化疗效果的FMSN@BP-DOX-FA杂化纳米复合物;构建了一个具有光热-化疗效应的协同治疗体系,最终在体内抗肿瘤联合治疗中取得了优异的抑瘤效果。
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