金纳米复合材料的构建及其在光热/光动力联合治疗肿瘤方面的应用研究

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光热治疗(PTT)主要是将具有高效光热转换效率的光热试剂聚集在肿瘤部位,并在近红外光的照射下将光能转化为热能,从而使肿瘤局部温度升高,达到杀死癌细胞的一种治疗方法。与传统的癌症治疗方法相比,光热治疗具有特异性高和副作用小的优点。虽然近红外激光与其他光相比穿透深度深,但仍无法进入到生物体的深层,对于内部肿瘤的治疗效果有限。所以联合其他治疗方法,例如光动力学治疗(PDT)、声动力学治疗(SDT)等来达到更高效或更深层次的肿瘤治疗是非常有前景的研究方向。金纳米粒子作为第一代光热试剂,因其具有高效的光热转换效率和良好的生物相容性被广泛地应用于癌症治疗中。基于此,本论文开发了两种基于金纳米材料的多模态诊疗试剂,具体如下:第一,为了提高金纳米材料的光热效率和研究声动力学治疗的协同作用,本论文制备了无定形二氧化钛包金纳米棒(Au@TiO2)纳米材料,选取光敏剂-血卟啉单甲醚(HMME),利用无定形TiO2表面具有丰富的羟基的优点进一步制备Au@TiO2-HMME纳米材料,并研究该纳米材料的光热治疗、光动力学治疗以及声动力学治疗的联合治疗效果。体外治疗与体内治疗实验证明Au@TiO2-HMME材料PTT/PDT/SDT联合治疗组的治疗效果最显著,抑瘤率可达到80.5%,这说明Au@TiO2-HMME纳米材料在肿瘤多模式协同治疗方面具有较大的潜力。第二,由于巯基包覆金纳米颗粒具有体积小、分散性好、覆盖紫外(UV)到近红外(NIR)区域光吸收广泛的特点,可用于催化、荧光成像和光动力治疗。基于此,本课题制备了硫醇包覆的超小Au-Bi双金属纳米粒子(Au-Bi-SR)用于提高肿瘤治疗的效率,通过将铋引入卡托普利包覆的金纳米颗粒中制备双金属纳米颗粒。初步实验表明,在相同条件下,Au-Bi-SR比Au-SR和Bi-SR的温度要高,同时Au-Bi-SR纳米粒子在808 nm激光照射下能有效生成~1O2。综上所述,我们成功制备的Au@TiO2-HMME纳米粒子体内体外的实验结果均可证明PTT/PDT/SDT联合治疗的效果远超过单一治疗方式;制备的Au-Bi-SR超小纳米粒子在溶液层面证实了具有较高的光热转换效率(36.15%)以及~1O2生成能力在光热治疗肿瘤方面具有较大的潜力。
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