設(shè)計制備納米復(fù)合材料用于腫瘤的協(xié)同治療
發(fā)布時間:2021-01-14 16:07
近些年來,隨著納米科學(xué)的發(fā)展,納米材料被廣泛的應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,例如,藥物運輸、疾病診斷和治療等。由于傳統(tǒng)的治療方式具有成本高、副作用大的缺點,而納米材料可以通過實體瘤的高滲透性和滯留效應(yīng)富集在腫瘤區(qū),能夠在腫瘤區(qū)對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行原位治療,減少對正常細(xì)胞副反應(yīng),因此,發(fā)展功能性納米復(fù)合材料用于腫瘤的治療具有極大的臨床意義。在本論文中,我們通過設(shè)計和合成無機功能性納米材料研究其本身的理化性能、生物相容性和對腫瘤的殺傷性能。主要研究如下:(1)我們制備了聚多巴胺和碳酸氫銨包裹-阿霉素負(fù)載的中空二氧化鈰納米材料,研究了其光熱性能、藥物釋放和產(chǎn)生羥基自由基的能力。當(dāng)納米粒子進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后,首先用近紅外激光照射,聚多巴胺吸收近紅外光,將其轉(zhuǎn)化為熱,既可以作為光熱治療,又能夠使碳酸氫銨分解,產(chǎn)生氣體,使聚多巴胺殼層破碎,將藥物釋放出來,而暴露的二氧化鈰在酸性條件下將過氧化氫轉(zhuǎn)化為羥基自由基。通過光熱測試、羥基自由基產(chǎn)生和藥物釋放實驗,細(xì)胞和小鼠實驗表明所制備的納米材料具有良好的生物相容性,能夠有效的抑制小鼠腫瘤的生長。(2)我們設(shè)計了一種串聯(lián)納米催化劑,將葡萄糖氧化酶包裹在氮摻雜的碳納米球表面。當(dāng)...
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2.銀納米立方體(A)和金納米籠(B-D)的TEM圖片,銀納米立方體隨著金離??子加入后逐漸變化示意圖(E),銀納米立方體和金納米籠溶液圖片和相對應(yīng)的吸收曲線(F)
?第1章緒論???__??國_纖??Wavelength?(nm)??圖1-2.銀納米立方體(A)和金納米籠(B-D)的TEM圖片,銀納米立方體隨著金離??子加入后逐漸變化示意圖(E),銀納米立方體和金納米籠溶液圖片和相對應(yīng)的吸收曲線(F)。??除了貴金屬材料作為光熱試劑外,金屬硫化物也被廣泛的用于腫瘤的光熱治??療,比如硫化銅,硫化鉍和硫化鉬等材料。我們課題組曾經(jīng)研宄將納米金和硫化??鉍納米棒進(jìn)行復(fù)合(圖1-3),其中制備的硫化鉍納米棒含有鉍元素豐富,硫元素??缺陷。形成復(fù)合后的納米材料,由于Au能夠調(diào)節(jié)鉍原子取代硫原子,形成深能??級缺陷,在近紅外光照射下,激發(fā)電子和空穴,更多的電子可以通過金的費米能??級到達(dá)鉍的缺陷位置,導(dǎo)致更多的光子產(chǎn)生,使得光子密度增加,溫度升高的更??多,從而提高硫化鉍納米材料的光熱治療效率[27]。??^rTEE?l?.?'--MW??Phonon,?Temperatorr?:??圖1-3.?Bi2S3和Bi2S3-Au在808?nm照射下的光熱機理示意圖。??碳材料由于具有良好的生物相容性和近紅外光吸收能力,也被廣泛用于腫瘤??光熱治療。中國科學(xué)院國家納米科學(xué)中心陳春英課題組制備了一種中空碳球(圖??1-4),然后將化療藥物Dox載入到中空碳球里面,當(dāng)納米材料進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后,??在用近紅外光照射后,碳材料能夠吸收近紅外光用于光熱治療,本文中除了利用??碳材料的光熱性能外,在近紅外光照射下,其制備的碳材料還能夠產(chǎn)生ROS,??細(xì)胞內(nèi)高含量的ROS會抑制細(xì)胞膜上的Pgp蛋白的功能,減少藥物排除細(xì)胞,??克服腫瘤細(xì)胞的耐藥性,提高化療效率[28]。??3??
?第1章緒論???k/fQ?%q??戀?????、▲^??jhsf-1???Mutant?p53????MDFM?DOX???DOX@HCSs??(|?|?P0P?High?ROS?level?Low?ROS?level??圖1-4.裝載化療藥物Dox的中空碳在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的治療過程及作用機理示意圖。??1.2.2納米材料用于化學(xué)動力學(xué)治療??除了光熱治療以外,化學(xué)動力學(xué)(CDT)治療作為一種新興的治療方式也引??起科研人員的極大興趣;瘜W(xué)動力學(xué)治療是利用腫瘤微環(huán)境中的低pH和高過氧??化氫含量的特點,在酸性條件下,將過氧化氫轉(zhuǎn)化為毒性較高的羥基自由基,實??現(xiàn)腫瘤的高效殺傷效果,它具有原位治療,高效和副作用小等特點;瘜W(xué)動力學(xué)??治療常用的材料有含鐵,錳,銅等相關(guān)的納米材料或者納米酶等。腫瘤化學(xué)動力??學(xué)治療這一新概念是由華東師范大學(xué)歩文博課題組于2016年提出來的,他們受??到環(huán)境科學(xué)中的芬頓反應(yīng)原理,設(shè)計了非晶鐵材料,由于腫瘤的弱酸性和高的過??氧化氫含量,非晶鐵能夠在腫瘤細(xì)胞中緩慢釋放出鐵離子,釋放的鐵離子能夠與??過氧化氫發(fā)生芬頓反應(yīng),產(chǎn)生羥基自由基,他們通過電子順磁共振譜(ESP)測??試表明只有在酸性,過氧化氫和非晶鐵都存在的情況下才能夠產(chǎn)生羥基自由基,??這一設(shè)計開創(chuàng)了化學(xué)動力學(xué)治療的先河,為以后腫瘤的治療方法和在腫瘤處進(jìn)行??原位治療提供的新思路[29]。??^omate^??馨??左?^Rea^%?-??圖1-5.化學(xué)動力學(xué)治療相關(guān)納米材料,外部刺激和反應(yīng)環(huán)境。??4??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Radial extracorporeal shock wave promotes the enhanced permeability and retention effect to reinforce cancer nanothermotherapeutics[J]. Chunyang Yin,Shunhao Wang,Quanzhong Ren,Xinming Shen,Xiaodong Chen,Yajun Liu,Sijin Liu. Science Bulletin. 2019(10)
[2]介孔碳生物材料(英文)[J]. 陳雨,施劍林. Science China Materials. 2015(03)
本文編號:2977147
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2.銀納米立方體(A)和金納米籠(B-D)的TEM圖片,銀納米立方體隨著金離??子加入后逐漸變化示意圖(E),銀納米立方體和金納米籠溶液圖片和相對應(yīng)的吸收曲線(F)
?第1章緒論???__??國_纖??Wavelength?(nm)??圖1-2.銀納米立方體(A)和金納米籠(B-D)的TEM圖片,銀納米立方體隨著金離??子加入后逐漸變化示意圖(E),銀納米立方體和金納米籠溶液圖片和相對應(yīng)的吸收曲線(F)。??除了貴金屬材料作為光熱試劑外,金屬硫化物也被廣泛的用于腫瘤的光熱治??療,比如硫化銅,硫化鉍和硫化鉬等材料。我們課題組曾經(jīng)研宄將納米金和硫化??鉍納米棒進(jìn)行復(fù)合(圖1-3),其中制備的硫化鉍納米棒含有鉍元素豐富,硫元素??缺陷。形成復(fù)合后的納米材料,由于Au能夠調(diào)節(jié)鉍原子取代硫原子,形成深能??級缺陷,在近紅外光照射下,激發(fā)電子和空穴,更多的電子可以通過金的費米能??級到達(dá)鉍的缺陷位置,導(dǎo)致更多的光子產(chǎn)生,使得光子密度增加,溫度升高的更??多,從而提高硫化鉍納米材料的光熱治療效率[27]。??^rTEE?l?.?'--MW??Phonon,?Temperatorr?:??圖1-3.?Bi2S3和Bi2S3-Au在808?nm照射下的光熱機理示意圖。??碳材料由于具有良好的生物相容性和近紅外光吸收能力,也被廣泛用于腫瘤??光熱治療。中國科學(xué)院國家納米科學(xué)中心陳春英課題組制備了一種中空碳球(圖??1-4),然后將化療藥物Dox載入到中空碳球里面,當(dāng)納米材料進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后,??在用近紅外光照射后,碳材料能夠吸收近紅外光用于光熱治療,本文中除了利用??碳材料的光熱性能外,在近紅外光照射下,其制備的碳材料還能夠產(chǎn)生ROS,??細(xì)胞內(nèi)高含量的ROS會抑制細(xì)胞膜上的Pgp蛋白的功能,減少藥物排除細(xì)胞,??克服腫瘤細(xì)胞的耐藥性,提高化療效率[28]。??3??
?第1章緒論???k/fQ?%q??戀?????、▲^??jhsf-1???Mutant?p53????MDFM?DOX???DOX@HCSs??(|?|?P0P?High?ROS?level?Low?ROS?level??圖1-4.裝載化療藥物Dox的中空碳在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的治療過程及作用機理示意圖。??1.2.2納米材料用于化學(xué)動力學(xué)治療??除了光熱治療以外,化學(xué)動力學(xué)(CDT)治療作為一種新興的治療方式也引??起科研人員的極大興趣;瘜W(xué)動力學(xué)治療是利用腫瘤微環(huán)境中的低pH和高過氧??化氫含量的特點,在酸性條件下,將過氧化氫轉(zhuǎn)化為毒性較高的羥基自由基,實??現(xiàn)腫瘤的高效殺傷效果,它具有原位治療,高效和副作用小等特點;瘜W(xué)動力學(xué)??治療常用的材料有含鐵,錳,銅等相關(guān)的納米材料或者納米酶等。腫瘤化學(xué)動力??學(xué)治療這一新概念是由華東師范大學(xué)歩文博課題組于2016年提出來的,他們受??到環(huán)境科學(xué)中的芬頓反應(yīng)原理,設(shè)計了非晶鐵材料,由于腫瘤的弱酸性和高的過??氧化氫含量,非晶鐵能夠在腫瘤細(xì)胞中緩慢釋放出鐵離子,釋放的鐵離子能夠與??過氧化氫發(fā)生芬頓反應(yīng),產(chǎn)生羥基自由基,他們通過電子順磁共振譜(ESP)測??試表明只有在酸性,過氧化氫和非晶鐵都存在的情況下才能夠產(chǎn)生羥基自由基,??這一設(shè)計開創(chuàng)了化學(xué)動力學(xué)治療的先河,為以后腫瘤的治療方法和在腫瘤處進(jìn)行??原位治療提供的新思路[29]。??^omate^??馨??左?^Rea^%?-??圖1-5.化學(xué)動力學(xué)治療相關(guān)納米材料,外部刺激和反應(yīng)環(huán)境。??4??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Radial extracorporeal shock wave promotes the enhanced permeability and retention effect to reinforce cancer nanothermotherapeutics[J]. Chunyang Yin,Shunhao Wang,Quanzhong Ren,Xinming Shen,Xiaodong Chen,Yajun Liu,Sijin Liu. Science Bulletin. 2019(10)
[2]介孔碳生物材料(英文)[J]. 陳雨,施劍林. Science China Materials. 2015(03)
本文編號:2977147
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