乳腺癌是全世界范圍內(nèi)女性最致命性的惡性腫瘤。傳統(tǒng)的治療方法如放射性治療、化療及外科手術(shù)等存在許多不足之處,例如會對健康細(xì)胞與組織造成損傷。光動力治療和光熱治療等光學(xué)治療腫瘤的方法有望克服傳統(tǒng)治療方法的不足,為治愈惡性腫瘤帶來希望。真正地,集成成像診斷與治療于一體的復(fù)合型納米材料,將更具發(fā)展?jié)摿�。磁性納米材料在這方面具有優(yōu)異的性能,已廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。本學(xué)位論文中,申請人基于自身發(fā)展構(gòu)建出的多種新型磁性納米生物探針材料,研究了其在乳腺癌(MCF-7細(xì)胞相關(guān)體系)的成像診斷、光學(xué)治療等方面的應(yīng)用,取得了如下研究結(jié)果:1)通過發(fā)展聚乙烯醇包覆的四氧化三鐵納米花(Fe-NFs)(粒徑控制在70-250nm),并研究了其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。體內(nèi)外的實驗研究表明,Fe_3O_4納米花的光熱治療性能比單獨的Fe_3O_4球形納米粒子(Fe-NPs)要好,與納米黑二氧化鈦(b-TiO_2)治療性能相當(dāng)。在808nm激光0.7瓦/平方厘米的能量密度下照射5分鐘,腫瘤被照射部位的溫度上升至52攝氏度。此外,Fe_3O_4納米花顯示出粒度依賴性的超順磁性飽和磁化強度(74-82 emu/g)。實驗表明,粒度為70nm的Fe_3O_4納米花弛豫比率(r_2/r_1)是66.9,說明其為優(yōu)異的T_2增強磁共振對比劑,有望用于監(jiān)測乳腺癌等的治療行為。2)通過設(shè)計并發(fā)展靈便的診斷治療復(fù)合納米體系,即Fe_3O_4-黑TiO_2復(fù)合納米體系(Fe-b-Ti NCs,粒徑30-85 nm)。該復(fù)合納米體系具有寬光譜吸收帶(550-850nm),結(jié)合其氧化鐵組分具有的磁性;可用做腫瘤光學(xué)治療試劑和磁共振對比增強劑。實驗研究表明,該復(fù)合納米體系的光熱治療能力優(yōu)于單一的氧化鐵或黑二氧化鈦體系,在50μg mL~(-1)的濃度下,其在腫瘤部位的上升溫度為34-36°C。實驗研究發(fā)現(xiàn),該復(fù)合納米體系在671 nm的激光處,即使采用更低的激發(fā)能量密度(1瓦/平方厘米),對腫瘤部位的升溫能力優(yōu)于808nm(激發(fā)能量密度為1.3瓦/平方厘米),說明該復(fù)合納米體系對腫瘤具有雙波長激發(fā)的光熱治療性能。細(xì)胞和動物活體水平的實驗均發(fā)現(xiàn),低濃度的該復(fù)合納米體系在低光學(xué)能量密度激發(fā)時,具有光動力和光熱治療的協(xié)同作用。進(jìn)一步的動物實驗研究發(fā)現(xiàn),采用Fe-b-Ti NCs治療的腫瘤可完全被消融與采用單一氧化鐵或黑二氧化鈦納米粒子治療的腫瘤不能完全消融相比,且單一組分治療后的腫瘤會更易復(fù)發(fā)。此外,實驗表明Fe_3O_4納米花具有很好的弛豫T_2增強性能,飽和磁化率為48 emug~(-1),r_2值是38.2 mM~(-1) s~(-1),可望用于乳腺癌治療行為的T_2增強的磁共振成像監(jiān)測方面。3)以黑氧化鈦納米粒子為基礎(chǔ),通過設(shè)計并發(fā)展摻雜磁性納米組分,形成具有光學(xué)治療作用的復(fù)合磁共振T_1增強對比劑。學(xué)位申請人通過實驗,系統(tǒng)研究了Mn_(1-x)-x Fe_xO、Mn_(1-x)-x Fe_xO-b-TiO_2及Zn_(1-x)-x Mn_xO-b-TiO_2)等體系的摻雜性能,發(fā)現(xiàn)上述復(fù)合體系具備優(yōu)異的T_1加權(quán)磁共振成像對比增強能力。初步的生物學(xué)實驗表明,該類復(fù)合磁共振T_1增強對比劑在用于乳腺癌治療行為的T_1增強的磁共振成像監(jiān)測方面,具有很大的應(yīng)用潛力。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R737.9;TB383.1
【部分圖文】：

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10 杝育文;灻

本文編號：2810918