【摘要】：目的:在當(dāng)今社會(huì)中,癌癥成為制約人類生命健康的第一大殺手。而在各種癌癥中,乳腺癌是廣大女性所患的最為普遍的惡性腫瘤之一。常規(guī)的治療方式包括:放射治療、手術(shù)治療、化學(xué)治療等。但是傳統(tǒng)的治療方式都在一定程度上有一定的弊處,放射治療和手術(shù)治療會(huì)對(duì)病人的身心帶來巨大的傷害,而化學(xué)治療除對(duì)患者身體有一定的副作用外,還受到癌癥細(xì)胞耐藥性的影響,使真正進(jìn)入到癌細(xì)胞中的血藥濃度降低,大大降低了治療效果。近年來,隨著納米醫(yī)學(xué)的發(fā)展,納米藥物傳遞系統(tǒng)(NDDS)成為癌癥治療最有前景的治療方式,具有診療一體的多功能納米材料,在腫瘤微環(huán)境刺激響應(yīng)性釋放藥物的納米載體,多種治療方式聯(lián)合治療癌癥的納米體系可以實(shí)現(xiàn)癌癥的早期診斷與治療,大大提高癌癥的治療效果。本研究是制備了一種含有碘原子和二硫鍵的聚合物納米粒子,用作CT造影劑和具有氧化還原刺激響應(yīng)性的納米藥物載體,然后包載抗腫瘤藥物阿霉素(DOX)和光敏劑IR780,通過化療和光熱聯(lián)合治療來提高乳腺癌的治療效果。內(nèi)容:第一部分材料制備階段:首先通過化學(xué)反應(yīng)合成了含有碘原子的單體化合物,然后通過沉淀聚合反應(yīng)制備了具有氧化還原響應(yīng)性的含碘納米粒子,最后依次包載了DOX和IR780。第二部分材料表征階段:分別采用了透射電子顯微鏡(TEM)、動(dòng)態(tài)激光粒度分析儀(DLS)、電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)、紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)(UV-vis-NIR)、熒光分光光度計(jì)、紅外熱成像儀,CT掃描儀等對(duì)該納米粒子做了一系列結(jié)構(gòu)和性能表征。第三部分該納米粒子的體外性能考察:細(xì)胞攝取、細(xì)胞毒性和光熱治療效果。方法:首先第一步以3-氨基-2,4,6-三碘苯甲酸和甲基丙烯酰氯為反應(yīng)物,通過酰胺化反應(yīng)合成了含碘單體化合物2-甲基丙烯酰(3-酰胺-2,4,6-三碘苯甲酸)(MATIB)。第二步以第一步生成的含碘單體化合物(MATIB)為單體,以含有二硫鍵的化合物N,N'-雙丙烯酰胱胺(BAC)作為交聯(lián)劑,以偶氮二異丁腈(AIBN)作為引發(fā)劑,通過沉淀聚合的方法合成了含碘聚合物納米粒子(P(MATIB-co-BAC))。為了考察不同交聯(lián)度下所得含碘納米粒子的產(chǎn)量的差異、碘含量的差別、粒徑大小的變化及在二硫蘇糖醇(DTT)下的降解情況,合成了一系列交聯(lián)度(15 wt%、20 wt%、30 wt%、40 wt%)的含碘納米粒子。最后以交聯(lián)度為30 wt%的含碘納米粒子為載體,依次通過物理作用負(fù)載DOX和IR780,得到DOX和IR780同時(shí)負(fù)載的P(MATIB-co-BAC)納米粒子(DOX/IR780P(MATIB-co-BAC))。然后對(duì)各步所得的產(chǎn)物進(jìn)行了一系列的表征。采用TEM對(duì)該納米粒子的形貌及粒徑大小進(jìn)行了表征,通過DLS對(duì)各步所得的納米粒子的粒徑分布、表面電荷及分散性進(jìn)行了表征。采用ICP-MS表征了一定交聯(lián)度下含碘納米粒子的碘含量。UV-vis-NIR表征了該含碘納米粒子在濃度為10 mM DTT中,24 h內(nèi)的降解情況、DOX和IR780在納米粒子上的負(fù)載量、以及在不同pH和不同DTT濃度下的釋放情況,并通過紫外吸收特征峰驗(yàn)證了DOX和IR780的成功負(fù)載。采用熒光分光光度計(jì)表征了游離的IR780和負(fù)載DOX/IR780的含碘納米粒子的特征吸收峰的變化。通過紅外熱成像儀對(duì)不同濃度下的游離IR780和DOX/IR780(MATIB-co-BAC)納米粒子在2 W cm~(-2)的激光強(qiáng)度下照射10 min內(nèi)的光熱轉(zhuǎn)化性能進(jìn)行了表征。采用CT掃描儀表征了含碘納米粒子在不同碘濃度下對(duì)X-線的吸收性能。最后對(duì)各步所得的納米粒子做了體外性能的考察。通過細(xì)胞攝取實(shí)驗(yàn)考察了依次負(fù)載上DOX和IR780的納米粒子在細(xì)胞內(nèi)的分布情況;通過細(xì)胞毒性(MTT)實(shí)驗(yàn)分別考察了含碘納米粒子、負(fù)載DOX后的含碘納米粒子、同時(shí)負(fù)載DOX和IR780后的含碘納米粒子與游離的DOX在不同DOX濃度下的細(xì)胞存活情況,以及不同濃度下游離的IR780、負(fù)載IR780的含碘納米粒子、同時(shí)負(fù)載DOX/IR780的含碘納米粒子在光照和非光照條件下的細(xì)胞存活率;通過活死細(xì)胞染色來進(jìn)一步考察了光熱和化療聯(lián)合治療對(duì)乳腺癌細(xì)胞的作用。結(jié)果TEM結(jié)果顯示,不同交聯(lián)度下得到的含碘納米粒子均呈均一的球形,分散性良好,得到的含碘納米粒子隨著交聯(lián)度的增大,粒徑隨之增大。DLS檢測(cè)結(jié)果表明了不同交聯(lián)度下的含碘納米粒子粒徑分布較窄,多分散系數(shù)(PDI)較小,進(jìn)一步驗(yàn)證了含碘納米粒子的分散性良好,表面電荷呈現(xiàn)負(fù)電性。通過負(fù)載上DOX和IR780后,含碘納米粒子的粒徑稍微增大了些,表面電位仍呈負(fù)電性。采用ICP-MS來測(cè)定不同交聯(lián)度下的含碘納米粒子的含碘量,發(fā)現(xiàn)隨著交聯(lián)度的增大,含碘量降低,在15 wt%交聯(lián)度含碘納米粒子碘含量為59.3%,而40 wt%交聯(lián)度時(shí)碘含量?jī)H為18.3%。二硫鍵的降解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著交聯(lián)度的增大,含碘納米粒子的降解速度及最終降解程度增大。40 wt%交聯(lián)度的含碘納米粒子在24h后降解了接近90%,而15 wt%交聯(lián)度的含碘納米粒子僅降解了不到50%。CT檢測(cè)結(jié)果顯示,一定交聯(lián)度下CT值均隨著碘濃度的增大而增大,具有良好的X線衰減性能。綜合納米粒子在不同交聯(lián)度下的產(chǎn)量、粒徑分布、含碘量、降解情況等,本研究選擇了交聯(lián)度為30 wt%的含碘納米粒子作為負(fù)載DOX和IR780的載體。通過載藥實(shí)驗(yàn)表明,DOX和IR780的載藥量在隨藥物初始濃度升高而升高在一定的初始濃度下,載藥量達(dá)到飽和。最終DOX和IR780的載藥量為28.3%和11.3%。其藥物釋放實(shí)驗(yàn)表明,藥物釋放具有pH和氧化還原敏感性。隨著pH值的降低,其DOX和IR780的釋放速率均有一定程度的增大。在DTT存在下,DOX和IR780的釋放量均有明顯的提高。在DOX/IR780負(fù)載的P(MATIB-co-BAC)納米粒子的紫外吸收光譜中,在490 nm和800 nm處分別出現(xiàn)了DOX和IR780的特征吸收峰,說明了DOX和IR780的成功負(fù)載;對(duì)比游離的IR780和DOX/IR780 P(MATIB-co-BAC)納米粒子的熒光光譜結(jié)果,發(fā)現(xiàn)負(fù)載DOX/IR780 P(MATIB-co-BAC)的納米粒子中IR780的吸收峰發(fā)生了一定程度的紅移;通過光熱升溫曲線表明,在IR780濃度為100μg mL~(-1)時(shí),照射10 min后,溫度升到52℃,說明該含碘納米粒子復(fù)合物具有良好的光熱轉(zhuǎn)化效果。細(xì)胞攝取實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過P(MATIB-co-BAC)納米粒子的傳遞,DOX和IR780均分布在細(xì)胞的不同位置。DOX主要分布在細(xì)胞核中,而IR780則分布在細(xì)胞質(zhì)中。與相同濃度下的游離DOX和IR780相對(duì)應(yīng)。MTT實(shí)驗(yàn)表明了未負(fù)載DOX和IR780的含碘納米粒子在高濃度(1000μg mL~(-1))下,仍然具有較高的細(xì)胞活性,說明該納米載體具有良好的生物相容性。游離的DOX與單獨(dú)負(fù)載了DOX的含碘納米粒子,同時(shí)負(fù)載了DOX和IR780的含碘納米粒子具有相近的細(xì)胞毒性。光照處理后,同時(shí)負(fù)載DOX和IR780的含碘納米粒子組具有明顯的細(xì)胞毒性。通過活死細(xì)胞染色實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明同時(shí)負(fù)載DOX和IR780的含碘納米粒子在近紅外光照射下具有更明顯的細(xì)胞毒性。結(jié)論本研究成功制備了同時(shí)負(fù)載DOX和IR780的氧化還原性含碘納米粒子,用于CT成像及光熱-化療聯(lián)合治療乳腺癌。該含碘納米粒子具有較好的分散性,穩(wěn)定性及X線衰減性能。其對(duì)DOX和IR780的載藥量分別為28.3%和11.3%,體外釋放結(jié)果顯示,藥物釋放具有pH和氧化還原響應(yīng)性。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示同時(shí)負(fù)載DOX和IR780的納米粒子能較好的進(jìn)入細(xì)胞,在近紅外光照下具有良好的光熱-化療聯(lián)合治療效果。同時(shí)該納米粒子具有良好的生物相容性,在癌癥診療一體化和腫瘤聯(lián)合治療方面具有潛在的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R943
【圖文】：

圖 1 DOX/IR780 P(MATIB-co-BAC)納米粒子的合成示意圖Scheme 1. Synthesis of DOX/IR780 P(MATIB-co-BAC) nanoparticles1.2.1.1 化合物單體 MATIB 的合成用天平準(zhǔn)確稱取 4.0 g（0.0078 mol）的 3-氨基-2,4,6 三碘苯甲酸，加入mL 的兩頸瓶中，然后加入 16 mL 分子篩干燥過的 DMA 溶液，將反應(yīng)物放控超聲清洗器中超聲一段時(shí)間，使反應(yīng)物完全溶解。完全溶解后，將兩頸瓶入溫度約為 25 ℃的油浴中，兩頸瓶上面依次連接回流管，回流管上面接事有無水氯化鈣的標(biāo)口玻璃彎形干燥管，回流管通水，下面接進(jìn)水口，上面接水口。使用 5 mL 的注射器吸取甲基丙烯酰氯 2.448 mL(0.023 mol)，以 30 s的速度緩慢滴加到含有 3-氨基-2,4,6 三碘苯甲酸的 DMA 溶液中。滴加完畢將反應(yīng)體系的溫度提高到 50 ℃,在此溫度下反應(yīng) 18 h，然后通過薄層色譜法判斷反應(yīng)是否反應(yīng)完全。石油醚與乙酸乙酯作為流動(dòng)相，體積比為 3:2，混勻，取極少量的 3-氨基-2,4,6 三碘苯甲酸用 1 mL 的無水乙醇溶解，作為對(duì)

科大學(xué)碩士學(xué)位論文 一、 P(MATIB-co-BAC)納米粒子的制備結(jié)果如圖 2 所示，我們利用透射電子顯微鏡對(duì)制備的不同交聯(lián)下度的TIB-co-BAC)納米粒子進(jìn)行了表征，通過所拍攝的圖片更能直觀的觀米粒子的形貌、粒徑大小、分散性等。從 TEM 圖片上可以看出，用沉淀聚合法得到的不同交聯(lián)度(15 wt%、20 wt%、30 wt%、40 wtTIB-co-BAC)的納米粒子表面均為光滑的球形，粒徑大小均一，分散隨著交聯(lián)度的提高，粒徑大小逐漸增大，交聯(lián)度從低到高，平均粒徑155 nm、177 nm、182 nm、215 nm。結(jié)果表明，含碘納米粒子的粒徑聯(lián)度的大小有關(guān)，粒徑值隨著交聯(lián)度的增大而增大。從通過公式計(jì)算數(shù) U（分散系數(shù)）可以看出，不同交聯(lián)度的 P(MATIB-co-BAC)納米于 1.1，這表明各交聯(lián)度下的 P(MATIB-co-BAC)納米粒子在合成過較窄的粒徑分布。各步反應(yīng)的產(chǎn)率僅為 1.2%-10%，主要是由于沉程中反應(yīng)單體含碘的小分子化合物濃度較低，僅為 2 mg mL-1，（見

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本文編號(hào)：2722781