響應(yīng)性的金屬有機(jī)納米材料用于腫瘤治療
發(fā)布時(shí)間:2021-01-11 02:36
金屬有機(jī)納米材料具有組成和結(jié)構(gòu)明確且可調(diào)控、易于修飾改性、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。然而,金屬有機(jī)納米材料難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效的癌癥治療,且會(huì)對(duì)正常組織和器官產(chǎn)生毒副作用。設(shè)計(jì)刺激響應(yīng)性的納米材料為解決上述問(wèn)題提供了一條新思路,在腫瘤微環(huán)境(TME)的特定刺激下,納米粒響應(yīng)性解組裝釋放藥物分子,在腫瘤位點(diǎn)發(fā)揮療效,而在正常生理?xiàng)l件下保持穩(wěn)定低活性,從而提高療效,降低毒副作用。研究TME的特點(diǎn)之后,本論文設(shè)計(jì)了兩種響應(yīng)性的金屬有機(jī)納米載藥材料,從單一酸響應(yīng)到TME的弱酸、過(guò)氧化氫(H2O2)、谷胱甘肽(GSH)共響應(yīng),提高響應(yīng)敏感性,最終實(shí)現(xiàn)了腫瘤細(xì)胞的選擇性治療。具體的研究?jī)?nèi)容如下:(1)合成了金屬有機(jī)層狀材料ZIF-L,經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)條件制備了尺寸更小、更薄的納米級(jí)金屬有機(jī)層NZIF-L,分別擔(dān)載化療藥DOX和聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)染料 TCPE,得到 DOX@NZIF-L 和 TCPE@NZIF-L。載體 NZIF-L 在中性條件下穩(wěn)定存在,在弱酸性條件下響應(yīng)性分解,從而快速釋放出所擔(dān)載的藥物分子。制備的DOX@NZIF-L和TCPE@NZIF-L能夠被細(xì)胞快速內(nèi)吞,并...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
圖1.2癌癥的主要治療方法??3??
?第1章???了一系列MOFs用于吸附、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)NO,并在動(dòng)物組織原位發(fā)揮其生物功??能[81_84]。由于金屬有機(jī)雜化納米材料與核酸類藥物能夠通過(guò)靜電、7t-7T等相互作??用結(jié)合,所以是核酸的優(yōu)質(zhì)載體,可用于基因治療。2014年,林文斌和同事首??次用UiONMOFs共載順鉑和siRNA,增強(qiáng)了對(duì)耐順鉬卵巢癌細(xì)胞的殺傷性[85]。??同樣在2014年,Mirkin和同事通過(guò)點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)制備了?MOF-DNA結(jié)合物,??用UiO-66將DNA成功遞送到HeLa細(xì)胞中(圖1.4c)?[86】。在2019年,武漢大??學(xué)王福安課題組將Ce6修飾的DNA酶封裝到ZIF-8中,實(shí)現(xiàn)了結(jié)合PDT和基??因治療[87]。通過(guò)擔(dān)載免疫相關(guān)的抑制劑,可以賦予金屬有機(jī)雜化材料激活免疫??響應(yīng)的功能,實(shí)現(xiàn)免疫治療。2016年,林文斌教授課題組將吲哚胺2,3-雙加氧??酶抑制劑(IDOi)封裝到光活性的TBC-Hf中,在結(jié)腸癌模型中實(shí)現(xiàn)了對(duì)原位??和遠(yuǎn)端腫瘤的協(xié)同PDT和免疫治療(圖1.4d)?[88]。之后,有很多用于光動(dòng)力協(xié)??同免疫抗腫瘤的金屬有機(jī)納米材料被制備出來(lái)[89_92]。另外,經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì),??可以將多種治療功能集中于一個(gè)金屬有機(jī)納米平臺(tái),實(shí)現(xiàn)協(xié)同治療。例如,2018??年,武漢大學(xué)張先正教授課題組在金納米棒(AuNR)表面生長(zhǎng)了一層光動(dòng)力活??性的Zr-TCPP?NMOFs,AuNR具有良好的近紅外光熱效果,AuNR@MOFs進(jìn)??一步擔(dān)載了化療藥CPT,所得到的多功能納米平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了協(xié)同PIT、PDT、和??化療[93]。??MIL-100?:IL.10丄?Tj??3?是V事?b??二義’m—,?,
?第1章???瘤治療。然而,金屬有機(jī)納米材料在實(shí)際的抗腫瘤應(yīng)用中仍然存在一些挑戰(zhàn)。??第一,目前的金屬有機(jī)納米材料的尺寸大多在幾十到幾百納米,全身給藥之后??被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)高效攝取,會(huì)在體內(nèi)長(zhǎng)期保留,因此,需要制備尺寸為幾納米??的超小金屬有機(jī)納米點(diǎn),保證腫瘤蓄積的同時(shí)能夠及時(shí)被機(jī)體清除(例如腎清??除),減小長(zhǎng)期毒性。如圖1.5所示,2019年,中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所曲曉剛研宄員??課題組通過(guò)簡(jiǎn)單高效的探頭超聲法制備了卟啉基金屬有機(jī)框架納米點(diǎn)(MOF??QDs),能夠充分在腫瘤蓄積,并且快速被腎清除,克服長(zhǎng)期毒性,提高了安全??性,此外,納米點(diǎn)相對(duì)于前體MOFs能夠產(chǎn)生兩倍的ROS,PDT效果加強(qiáng)[94]。蘇??州大學(xué)程亮教授課題組制備了可腎清除的Ru基配位聚合物納米點(diǎn),這種納米點(diǎn)??尺寸超小,只有6.5?nm,在808?nm激光照射下實(shí)現(xiàn)了光聲成像介導(dǎo)的PTT,由于??可腎清除而大大減小了體內(nèi)長(zhǎng)期滯留,無(wú)明顯體內(nèi)毒性[95]。第二,相比于常規(guī)??的三維金屬有機(jī)納米材料,二維層狀材料在細(xì)胞攝取方面表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì),且比表??面積更大、載藥量更高、反應(yīng)活性更高,然而目前相關(guān)的報(bào)道較少。如圖1.6所??示,在2018年,林文斌教授課題組用高電子密度的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元和光??敏性的Ir(DBB)[dF(CF3)ppy]2+的橋聯(lián)配體制備了兩種納米金屬有機(jī)層??(NMOLs):?Hfl2-Ir和Hf6-Ir,在X-射線輻照下,實(shí)現(xiàn)了高效的放療-放射動(dòng)力治??療(RT-RDT)?[2]。蘇州大學(xué)劉莊教授課題組通過(guò)在反應(yīng)過(guò)程中加入聚乙烯吡咯??烷酮(PVP)進(jìn)行調(diào)節(jié),制得了二維片層的Zn-TCPP,進(jìn)一步擔(dān)載DOX,并用??PEG進(jìn)行修
本文編號(hào):2969904
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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圖1.2癌癥的主要治療方法??3??
?第1章???了一系列MOFs用于吸附、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)NO,并在動(dòng)物組織原位發(fā)揮其生物功??能[81_84]。由于金屬有機(jī)雜化納米材料與核酸類藥物能夠通過(guò)靜電、7t-7T等相互作??用結(jié)合,所以是核酸的優(yōu)質(zhì)載體,可用于基因治療。2014年,林文斌和同事首??次用UiONMOFs共載順鉑和siRNA,增強(qiáng)了對(duì)耐順鉬卵巢癌細(xì)胞的殺傷性[85]。??同樣在2014年,Mirkin和同事通過(guò)點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)制備了?MOF-DNA結(jié)合物,??用UiO-66將DNA成功遞送到HeLa細(xì)胞中(圖1.4c)?[86】。在2019年,武漢大??學(xué)王福安課題組將Ce6修飾的DNA酶封裝到ZIF-8中,實(shí)現(xiàn)了結(jié)合PDT和基??因治療[87]。通過(guò)擔(dān)載免疫相關(guān)的抑制劑,可以賦予金屬有機(jī)雜化材料激活免疫??響應(yīng)的功能,實(shí)現(xiàn)免疫治療。2016年,林文斌教授課題組將吲哚胺2,3-雙加氧??酶抑制劑(IDOi)封裝到光活性的TBC-Hf中,在結(jié)腸癌模型中實(shí)現(xiàn)了對(duì)原位??和遠(yuǎn)端腫瘤的協(xié)同PDT和免疫治療(圖1.4d)?[88]。之后,有很多用于光動(dòng)力協(xié)??同免疫抗腫瘤的金屬有機(jī)納米材料被制備出來(lái)[89_92]。另外,經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì),??可以將多種治療功能集中于一個(gè)金屬有機(jī)納米平臺(tái),實(shí)現(xiàn)協(xié)同治療。例如,2018??年,武漢大學(xué)張先正教授課題組在金納米棒(AuNR)表面生長(zhǎng)了一層光動(dòng)力活??性的Zr-TCPP?NMOFs,AuNR具有良好的近紅外光熱效果,AuNR@MOFs進(jìn)??一步擔(dān)載了化療藥CPT,所得到的多功能納米平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了協(xié)同PIT、PDT、和??化療[93]。??MIL-100?:IL.10丄?Tj??3?是V事?b??二義’m—,?,
?第1章???瘤治療。然而,金屬有機(jī)納米材料在實(shí)際的抗腫瘤應(yīng)用中仍然存在一些挑戰(zhàn)。??第一,目前的金屬有機(jī)納米材料的尺寸大多在幾十到幾百納米,全身給藥之后??被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)高效攝取,會(huì)在體內(nèi)長(zhǎng)期保留,因此,需要制備尺寸為幾納米??的超小金屬有機(jī)納米點(diǎn),保證腫瘤蓄積的同時(shí)能夠及時(shí)被機(jī)體清除(例如腎清??除),減小長(zhǎng)期毒性。如圖1.5所示,2019年,中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所曲曉剛研宄員??課題組通過(guò)簡(jiǎn)單高效的探頭超聲法制備了卟啉基金屬有機(jī)框架納米點(diǎn)(MOF??QDs),能夠充分在腫瘤蓄積,并且快速被腎清除,克服長(zhǎng)期毒性,提高了安全??性,此外,納米點(diǎn)相對(duì)于前體MOFs能夠產(chǎn)生兩倍的ROS,PDT效果加強(qiáng)[94]。蘇??州大學(xué)程亮教授課題組制備了可腎清除的Ru基配位聚合物納米點(diǎn),這種納米點(diǎn)??尺寸超小,只有6.5?nm,在808?nm激光照射下實(shí)現(xiàn)了光聲成像介導(dǎo)的PTT,由于??可腎清除而大大減小了體內(nèi)長(zhǎng)期滯留,無(wú)明顯體內(nèi)毒性[95]。第二,相比于常規(guī)??的三維金屬有機(jī)納米材料,二維層狀材料在細(xì)胞攝取方面表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì),且比表??面積更大、載藥量更高、反應(yīng)活性更高,然而目前相關(guān)的報(bào)道較少。如圖1.6所??示,在2018年,林文斌教授課題組用高電子密度的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元和光??敏性的Ir(DBB)[dF(CF3)ppy]2+的橋聯(lián)配體制備了兩種納米金屬有機(jī)層??(NMOLs):?Hfl2-Ir和Hf6-Ir,在X-射線輻照下,實(shí)現(xiàn)了高效的放療-放射動(dòng)力治??療(RT-RDT)?[2]。蘇州大學(xué)劉莊教授課題組通過(guò)在反應(yīng)過(guò)程中加入聚乙烯吡咯??烷酮(PVP)進(jìn)行調(diào)節(jié),制得了二維片層的Zn-TCPP,進(jìn)一步擔(dān)載DOX,并用??PEG進(jìn)行修
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