稀土纳米粒增强硒化铜近红外二区光热治疗的研究

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光热治疗(photothermal therapy,PTT)是一种非侵入式治疗肿瘤方式,具有操作可控性、照射光的强度、照射部位和时间可调等优点,适用于多种类型肿瘤治疗,目前也已用于前列腺肿瘤的临床研究。PTT作用过程是利用光热转换材料将光能转化为热能来提高肿瘤区域温度,导致肿瘤细胞凋亡、坏死,从而达到肿瘤治疗目的。PTT应用的关键是开发性质优良的新型光热材料,近红外二区(NIRⅡ)激光具有穿透深度深、最大允许光照强度高(1 W/cm~2)等特点,受到了广泛关注。因此,开发新型的NIRⅡ光热材料具有不错的应用前景。MRI是如今临床普遍使用的诊断仪器,适用于软体组织,如大脑、肌肉韧带和软骨等,具有分辨率高、安全性强等优点,缺点是病变区域的特异性不强。为了突出显示组织之间的差异,尤其是正常组织与病变组织之间的差别,提高诊断准确性,需要对患者注射造影剂。目前临床上应用最广泛的造影剂是Gd-DTPA(商品名:马根维显(Magnevist)),一种含有钆的金属有机络合物,为非特异性细胞外造影剂。本研究旨在构建一个新型MRI成像响应型近红外二区光热增强纳米材料,拟用稀土掺杂荧光纳米材料(RENPs)和光热材料构建一个具有MRI成像功能和增强NIRⅡ光热治疗效果的纳米粒。RENPs是一类荧光性质优异的无机纳米材料,近年来被广泛应用于NIRⅡ成像的研究;然而,RENPs应用于NIRⅡ光热增强的报道较少。缺陷型Cu2-xSe的最大吸收峰在NIRⅡ区,具有很好的NIRⅡ区光热吸收效果,但是目前其应用于NIRⅡ区光热治疗的报道很少。首先通过实验调节和优化合成了构型为Na Gd F4:Yb28,Er2@Na Gd F4:Mn10,Nd50的核-壳结构RENPs和最大吸收峰在1000 nm的缺陷型Cu2-xSe纳米粒,RENPs具有MRI/荧光成像功能,Cu2-xSe的吸收光谱与我们使用的1064 nm激光器相匹配,可以用于NIRⅡ区光热治疗。随后我们将两者进行偶联并在体外测试了其相关性质,结果显示偶联得到的纳米粒光热升温效果显著并且稳定性很好,具有不错的MRI效果(r1=7.19 m M-1?s-1),比临床使用的Gd-DTPA更好(r1在3.5-3.8 m M-1?s-1左右)。最后我们通过动物实验进一步在动物水平验证了纳米粒具有光热治疗效果显著,并且比单纯的Cu2-xSe纳米粒具有更好的光热治疗效果。以上结果证实我们成功构建了一种具有MRI成像功能和增强NIRⅡ光热治疗的作用的纳米粒。
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