基于Fenton效应纳米颗粒药控体系构建及抗肿瘤应用研究

来源 :河南科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yediwuqiang
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实体瘤乏氧的改善是恶性肿瘤消融治疗的重要策略之一,特别是依赖于智能药物递送系统在肿瘤区域快速生成活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)诱导的细胞凋亡,已被证明是一种有效的肿瘤治疗手段。然而,肿瘤乏氧严重限制了瘤内ROS的生成。纳米技术和纳米药物载体的发展为肿瘤治疗提供有利的平台。因此,如何设计并构建先进的纳米药物递送系统在肿瘤区域有效生成ROS是抗肿瘤的有效途径。本论文针对这一难点,设计了一种基于可生物降解多孔磁纳米立方体(MMNCs)的新型纳米结构,并通过智能设计和制备出特异性靶向肿瘤细胞的纳米药控体系(MMNCs@PCM@Vc),用于ROS的自生成和自增强。通过磁热疗和乏氧逆转联合杀灭肿瘤细胞等方面开展相关工作。一、首先通过水热法合成了普鲁士蓝纳米立方体(PBNCs)前驱体,然后通过高温煅烧得到多孔磁性纳米立方体(MMNCs),并作为纳米药物载体,其次用相变材料(Phase Change Materials,PCM)将能够产生过氧化氢(H2O2)的药物Vc包封起来,最后通过酰胺化反应在药物载体表面接枝靶向肿瘤的生物分子叶酸(Folic Acid,FA),制备了具有磁靶向和生物靶向的纳米药控体系MMNCs@PCM@Vc。在交变磁场(Alternating Magnetic Field,AMF)作用下热疗触发Vc释放,并作为生成ROS(内源性H2O2)的原始来源。此外,MMNCs在酸性环境下具有芬顿(Fenton)效应,可增强ROS的生成,从而可以对肿瘤细胞造成严重损伤。二、利用透射电镜(Transmission Electron Microscope,TEM)和扫描电镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)考察制备过程中纳米颗粒的形貌粒径。通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析检测纳米颗粒晶体类型。利用拉曼技术区分氧化铁类型。利用振动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer,VSM)检测纳米颗粒磁学性能。利用氮气吸附-脱附检测纳米颗粒的多孔性和比表面积。利用X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)检查纳米粒子制备过程中的化学组成。利用电位分析仪检测纳米粒子的表面电荷等。三、理化表征结果证明,MMNCs为Fe2O3结构,有较好磁性能,形貌规则且粒径分布均匀,有较好的类Fenton效应,能够产出大量羟基自由基(·OH)。通过体内和体外多模态成像考察,结果显示MMNCs@PCM@Vc具有良好的核磁成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)、光声成像(Photoacoustic Imaging,PAI)和近红外热成像(Infrared Thermal Imaging,ITI)多模态成像性能。四、抗肿瘤结果表明,在体外MMNCs@PCM@Vc纳米颗粒药控体系表现出显著的磁热疗作用和ROS协同治疗效果。在体内MMNCs@PCM@Vc通过磁热和ROS协同治疗很好的抑制肿瘤体积的增值并表现出优异的肿瘤的消融效果,延长了小鼠的存活率。五、最后对MMNCs@PCM@Vc进行了一系列的生物安全性评估,通过测定MTT、溶血率、血浆凝血酶原时间、活化部分凝血激酶时间、血浆凝血酶时间、标准血液生化和血液学测定、组织切片H&E染色、生物可降解性,结果均证明MMNCs@PCM@Vc具有良好的细胞相容性、血液相容性和组织相容性。六、以上工作基础提供了MMNCs@PCM@Vc纳米药控体系可以通过磁热疗和ROS自生成和自增强协同肿瘤治疗,为克服肿瘤乏氧提供新途径,有望应用于癌症的临床检测和治疗。
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