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近年来纳米材料在肿瘤治疗领域的发展十分快速，为肿瘤治疗开辟了许多新的途径。例如使用纳米材料作为载体输送药物可以避免药物提前释放、增加药物在肿瘤内积聚的浓度，从而有效解决因化疗药物直接应用于肿瘤治疗时造成的毒副作用。除此之外，使用纳米材料作为载体还能够结合多种肿瘤治疗方式一同应用于肿瘤治疗，从而解决单一的肿瘤治疗模式所带来的不足。有序介孔碳(OMC)是纳米药物载体中的重要组成成员之一，它不仅具有介孔材料所具备的孔径可调、比表面积大、易修饰、毒性低等优势，自身还具有优越的光热转换能力，可以解决不具备光热转换能力的载体在用于肿瘤的光热治疗时所带来的合成过程复杂、光热能力受影响以及药物释放受阻问题，因此其在用于肿瘤治疗研究时引起了研究者的广泛关注。基于以上优势，本论文旨在发展新型的有序介孔碳药物载体，并对肿瘤细胞进行治疗。本文发展了基于有序介孔碳的近红外光(NIR)响应药物释放的纳米体系，并结合化疗和光热治疗两种治疗方式应用于肿瘤细胞治疗。主要开展了以下两个工作：
一、基于脂质体包裹的有序介孔碳纳米体系用于NIR响应药物释放及肿瘤细胞的化热协同杀伤研究。
化热协同疗法是最有效的肿瘤治疗策略之一。然而，当没有近红外吸收能力的传统药物载体在装载具有光热特性的材料时，会导致合成过程复杂，光热效果低下以及NIR介导的药物释放受阻等问题。因此我们通过简单地超声处理阿霉素(DOX)、有序介孔碳(OMC)以及聚乙二醇(PEG)连接的脂质体(PEG-脂质体)悬浮液，合成了PEG-脂质体包被的负载了DOX的OMC纳米复合物(PEG-LIP@OMC/DOX )。该获得的PEG-LIP@OMC/DOX复合物具有纳米级尺寸(600±15nm)，负表面电位(-36.70 mV)，高载药量(131.590 mg/g OMC)和出色的光热性能。PEG-LIP@OMC/DOX可以将负载的DOX递送至人MCF-7乳腺肿瘤细胞(MCF-7 )，并且细胞毒性实验结果表明没有装载DOX的PEG-LIP@OMC没有细胞毒性，这证实了PEG-LIP@OMC本身具有出色的生物相容性。另外，NIR触发的药物释放研究表明，该近红外响应药物递送系统可按需释放药物。此外，用MCF-7细胞所做的细胞毒性实验结果表明，对比于单一疗法，基于NIR的高温疗法和触发式化学疗法的组合可提供更好的治疗功效。凭借这些出色的功能，我们相信这种基于磷脂涂层的多功能递送系统能够促进OMC在纳米医学应用中的发展。
二、DNA功能化的有序介孔碳纳米体系用于NIR响应控制释放药物的研究。
针对第一个工作药物释放过快的问题，我们继续选用OMC为载体，开发了一种发卡结构DNA功能化的OMC纳米体系用于NIR刺激响应药物转运。在该体系中，首先通过DOX与OMC孵育得到负载了DOX的复合物(OMC/DOX)。随后，以Tm值为51.3℃的发卡结构DNA为门控分子，通过静电吸附作用将发卡结构DNA修饰在介孔表面，封堵介孔(DNA-OMC/DOX)。在NIR光刺激下，OMC产生的热使发卡结构DNA变为单链，从而打开介孔，释放包载的DOX。而当关闭NIR光时，体系温度降低，发卡结构DNA又重新形成，从而再次封堵介孔，实现了可逆控制释放的效果。实验结果表明，该体系在NIR光刺激下具有较好的可逆控制释放行为，可有效减缓药物释放的速度。我们相信该方法可以为多功能纳米药物载体的发展提供新的思路，可以进一步推动OMC用于肿瘤细胞化热协同杀伤的研究。
一、基于脂质体包裹的有序介孔碳纳米体系用于NIR响应药物释放及肿瘤细胞的化热协同杀伤研究。
化热协同疗法是最有效的肿瘤治疗策略之一。然而，当没有近红外吸收能力的传统药物载体在装载具有光热特性的材料时，会导致合成过程复杂，光热效果低下以及NIR介导的药物释放受阻等问题。因此我们通过简单地超声处理阿霉素(DOX)、有序介孔碳(OMC)以及聚乙二醇(PEG)连接的脂质体(PEG-脂质体)悬浮液，合成了PEG-脂质体包被的负载了DOX的OMC纳米复合物(PEG-LIP@OMC/DOX )。该获得的PEG-LIP@OMC/DOX复合物具有纳米级尺寸(600±15nm)，负表面电位(-36.70 mV)，高载药量(131.590 mg/g OMC)和出色的光热性能。PEG-LIP@OMC/DOX可以将负载的DOX递送至人MCF-7乳腺肿瘤细胞(MCF-7 )，并且细胞毒性实验结果表明没有装载DOX的PEG-LIP@OMC没有细胞毒性，这证实了PEG-LIP@OMC本身具有出色的生物相容性。另外，NIR触发的药物释放研究表明，该近红外响应药物递送系统可按需释放药物。此外，用MCF-7细胞所做的细胞毒性实验结果表明，对比于单一疗法，基于NIR的高温疗法和触发式化学疗法的组合可提供更好的治疗功效。凭借这些出色的功能，我们相信这种基于磷脂涂层的多功能递送系统能够促进OMC在纳米医学应用中的发展。
二、DNA功能化的有序介孔碳纳米体系用于NIR响应控制释放药物的研究。
针对第一个工作药物释放过快的问题，我们继续选用OMC为载体，开发了一种发卡结构DNA功能化的OMC纳米体系用于NIR刺激响应药物转运。在该体系中，首先通过DOX与OMC孵育得到负载了DOX的复合物(OMC/DOX)。随后，以Tm值为51.3℃的发卡结构DNA为门控分子，通过静电吸附作用将发卡结构DNA修饰在介孔表面，封堵介孔(DNA-OMC/DOX)。在NIR光刺激下，OMC产生的热使发卡结构DNA变为单链，从而打开介孔，释放包载的DOX。而当关闭NIR光时，体系温度降低，发卡结构DNA又重新形成，从而再次封堵介孔，实现了可逆控制释放的效果。实验结果表明，该体系在NIR光刺激下具有较好的可逆控制释放行为，可有效减缓药物释放的速度。我们相信该方法可以为多功能纳米药物载体的发展提供新的思路，可以进一步推动OMC用于肿瘤细胞化热协同杀伤的研究。