【摘要】：背景目前,我國(guó)骨腫瘤的治療已經(jīng)從過(guò)去單純的外科手術(shù)過(guò)渡到綜合治療時(shí)期。然而,外科手術(shù)通常很難完全徹底清除腫瘤細(xì)胞,并且會(huì)造成不同程度的骨質(zhì)缺損。為了殺滅殘余的腫瘤細(xì)胞,傳統(tǒng)的化療藥物得以廣泛運(yùn)用,如阿霉素、異環(huán)磷酰胺、鉑類(lèi)等。但這些化療藥物缺乏對(duì)腫瘤的特異性,到達(dá)腫瘤部位的藥物劑量少,并會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的毒副作用,給患者帶來(lái)很多痛苦。近年來(lái),隨著近紅外激光技術(shù)的發(fā)展,在近紅外激光水平上開(kāi)展腫瘤局部熱療引起了人們的興趣。它操作簡(jiǎn)單,并發(fā)癥少,不僅可以有效地殺滅局部的腫瘤細(xì)胞,還可以增強(qiáng)腫瘤組織對(duì)化療的敏感性。因此,熱療作為一種腫瘤輔助治療技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景。目前已經(jīng)發(fā)展了一些能夠響應(yīng)近紅外光的材料體系,如金納米棒、碳納米棒,但是它們存在不易獲取、吸收近紅外光能力差等缺陷。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的探索發(fā)現(xiàn),在人體許多器官中都存在一種物質(zhì)──聚多巴胺,它是真黑素的主要成分,能夠響應(yīng)近紅外光,并具有較高的光熱轉(zhuǎn)換效率。同時(shí),它的結(jié)構(gòu)中含有豐富的活性官能團(tuán),可以負(fù)載抗腫瘤藥物順鉑,使順鉑在腫瘤組織局部釋放,實(shí)現(xiàn)光熱-化療聯(lián)合治療腫瘤,以達(dá)到更好的腫瘤治療效果。此外,腫瘤切除后的骨質(zhì)缺損臨床上常采用自體骨、同種異體骨及異種骨來(lái)填充。但它們?cè)谂R床應(yīng)用過(guò)程中都存在一些缺陷,如自體骨的取量有限,并且會(huì)增加手術(shù)創(chuàng)傷,造成取骨部位的后遺癥;同種異體骨和異種骨又存在排異反應(yīng),以及可能攜帶致命的病毒等。因此,本研究擬采用具有光熱效應(yīng)的聚多巴胺負(fù)載抗腫瘤藥物順鉑,同時(shí)對(duì)納米羥基磷灰石進(jìn)行修飾,得到一種復(fù)合材料來(lái)實(shí)現(xiàn)腫瘤治療和骨缺損的修復(fù)。內(nèi)容本研究以納米羥基磷灰石(nano-hydroxyapatite,n-HA)、聚多巴胺(polydopamine,PDA)、順鉑(cisplatin,DDP)、氧化海藻酸鈉(oxidized sodium alginate,OSA)、殼聚糖(chitosan,CS)為主要成分,在室溫條件下制備一種具有近紅外光響應(yīng)的新型復(fù)合材料:首先,多巴胺(dopamine,DA)在弱堿性條件下發(fā)生自聚合形成PDA,然后PDA負(fù)載化療藥物DDP,同時(shí)功能化修飾n-HA,從而最終形成PHA-DDP復(fù)合物。隨后,再將其引入到OSA和CS之間的席夫堿反應(yīng)體系中,并研究復(fù)合材料在近紅外光照射下的升溫效果、藥物釋放特性以及降解性能等。其次,將腫瘤細(xì)胞(4T1 cells)培養(yǎng)在復(fù)合材料的表面,來(lái)研究其細(xì)胞毒性;并通過(guò)建立小鼠腫瘤模型,來(lái)考察材料的腫瘤治療效果。然后,再將它與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)共培養(yǎng),研究BMSCs的增殖、分化行為;并通過(guò)建立兔股骨外側(cè)髁缺損模型,來(lái)考察材料的成骨能力。方法1、利用席夫堿反應(yīng)制備復(fù)合材料,并對(duì)材料進(jìn)行優(yōu)化。復(fù)合材料分為三組:OSA-CS-Borax、OSA-CS-PHA、OSA-CS-PHA-DDP。2、流變學(xué)原理測(cè)定復(fù)合材料的形成時(shí)間。3、SEM掃描觀(guān)察復(fù)合材料的微觀(guān)形貌結(jié)構(gòu)。4、體外模擬體液環(huán)境(PBS)中,檢測(cè)材料的光熱效果(照射波長(zhǎng)808nm)、藥物釋放(紫外分光光度計(jì)測(cè)定OD值)及降解情況。5、體外培養(yǎng)4T1細(xì)胞(1×10~4/孔),通過(guò)免疫熒光法、酶標(biāo)儀法檢測(cè)細(xì)胞在復(fù)合材料表面的毒性。實(shí)驗(yàn)分組:對(duì)照組(OSA-CS-Borax、OSA-CS-PHA)、實(shí)驗(yàn)組(OSA-CS-PHA-DDP、OSA-CS-PHA-DDP+NIR)。6、體外培養(yǎng)BMSCs細(xì)胞(1×10~5/孔),通過(guò)免疫熒光法、酶標(biāo)儀法、BCA蛋白測(cè)定法評(píng)估細(xì)胞在復(fù)合材料表面的增殖和分化活性。實(shí)驗(yàn)分組:對(duì)照組(OSA-CS-Borax)、實(shí)驗(yàn)組(OSA-CS-PHA、OSA-CS-PHA-DDP)。7、通過(guò)細(xì)胞懸液注射法(1×10~6/只)建立BALB/c小鼠右翼異位移植腫瘤模型,監(jiān)測(cè)腫瘤生長(zhǎng)情況,治療后對(duì)腫瘤組織和內(nèi)臟器官進(jìn)行HE染色觀(guān)察。將50只BALB/c小鼠隨機(jī)分組:空白組、對(duì)照組(OSA-CS-Borax、OSA-CS-PHA)、實(shí)驗(yàn)組(OSA-CS-PHA-DDP、OSA-CS-PHA-DDP+NIR)。每組10只小鼠。8、建立兔股骨外側(cè)髁缺損模型,治療后通過(guò)64排螺旋CT掃描及HE切片染色觀(guān)察缺損情況。將40只大白兔隨機(jī)分組:空白組、對(duì)照組(OSA-CS-Borax)、實(shí)驗(yàn)組(OSA-CS-PHA、OSA-CS-PHA-DDP)。每組10只大白兔。結(jié)果基于以上研究?jī)?nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn),我們獲得了以下研究結(jié)果:1、流變學(xué)測(cè)試、掃描電鏡觀(guān)察、降解速率測(cè)試的研究結(jié)果表明,DDP的引入不僅加快了復(fù)合材料的反應(yīng)速度,使材料結(jié)合更加緊密,還降低了其降解速率,使其更有利于臨床應(yīng)用。2、近紅外光照射下的升溫效果表明,PDA的引入賦予了復(fù)合材料優(yōu)良的光熱效果,它能夠吸收近紅外光、快速升溫,從而實(shí)現(xiàn)局部熱療。3、化療藥物DDP的體外釋放實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PDA的引入能明顯緩釋DDP,不僅可以避免其突釋的毒性,還能持續(xù)殺滅腫瘤。另外,近紅外光照射還可以促進(jìn)藥物釋放。4、通過(guò)MTT實(shí)驗(yàn)、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)檢測(cè)以及激光共聚焦掃描實(shí)驗(yàn),我們了解到PDA的光熱效應(yīng)能與DDP協(xié)同促進(jìn)4T1細(xì)胞的凋亡,實(shí)現(xiàn)殺滅腫瘤的目的。同時(shí),PDA的引入還能促進(jìn)BMSCs的粘附、增殖以及分化,并且其固載DDP并未明顯影響B(tài)MSCs的增殖。5、動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,近紅外光和順鉑對(duì)腫瘤局部治療有協(xié)同效應(yīng)。此外,n-HA賦予了復(fù)合材料良好的骨修復(fù)性能,引入DDP后也并未明顯影響材料的成骨效果。結(jié)論1、OSA-CS-PHA-DDP復(fù)合材料具有優(yōu)異的可注射性能。通過(guò)優(yōu)化各物質(zhì)的濃度,其反應(yīng)速度適中,能夠用于臨床操作。所制得的復(fù)合材料能在近紅外光照射下快速升溫,還能緩釋化療藥物DDP,并且降解性能良好,因此具有較大的臨床應(yīng)用價(jià)值。2、在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中,OSA-CS-PHA-DDP復(fù)合材料能釋放出DDP來(lái)殺滅4T1細(xì)胞,并在近紅外光照射下發(fā)揮協(xié)同治療效果。此外,它還能促進(jìn)BMSCs的增殖和成骨分化,達(dá)到良好的骨修復(fù)效果。
【學(xué)位授予單位】：成都醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：R318.08
【圖文】：

本文編號(hào)：2793901