基于近红外光激活可分离微针系统的浅表肿瘤治疗

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在浅表肿瘤治疗领域,光热和化学的联合治疗表现出“1+1>2”的肿瘤治疗效果。然而,光热剂和化疗药物的递送效率却受到传统给药方式的限制。随着微制造技术的不断发展,微针透皮给药成为当前的热门首选。但是,传统微针制备成本高、效率低,难以克服皮肤弹性变形从而实现完全嵌入,也不具备可控的药物释放能力。据此,本文基于3D打印和微成型技术,设计了一种具有可分离结构的、光激活药物控释能力的微针系统,用以有机小分子荧光光热剂(Flav7)和化疗药物阿霉素(DOX)的高效递送,从而实现近红外二区(NIR-Ⅱ,1000-1700 nm)成像引导的、光热化学联合的浅表肿瘤治疗。主要内容如下:(1)设计并表征了近红外光激活可分离微针系统。首先,制备和表征了有机小分子荧光光热剂Flav7。通过核磁共振碳谱与氢谱、紫外吸收谱以及近红外吸收发射谱验证了制备的Flav7化学结构的正确性和光物理性质的独特性。其次,基于3D打印和微成型制备技术,打印微针模具,通过两次倒模,加工了装载Flav7和DOX的微针系统。通过数码显微镜和扫描电子显微镜,表征了微针系统的形貌特征。通过机械测试仪,确认了微针具有良好的机械性能。(2)体外验证了近红外光激活可分离微针系统的性能。通过近红外光激活实验,验证了该系统具备高效、稳定和可重复的光激活加热能力以及可控的药物释放能力。通过组织切片分析和三维共聚焦实验,证明了该系统能够完全穿透皮肤,具有预期的光激活熔化行为。(3)体内验证了基于该微针系统的成像引导的、光热化学联合的浅表肿瘤治疗功能。本文以小鼠浅表乳腺癌治疗为例,确认了微针系统的NIR-Ⅱ成像性能;根据Flav7体内分布,证实了基于微针局部药物递送的低毒性;实现了成像引导的联合治疗。经过联合治疗,肿瘤在三个治疗周期(9天)后被彻底根除,在50天内小鼠无肿瘤复发且有100%的存活率。本文不但提出了基于3D打印和微成型技术制备两段可分离微针的方法,还为药物的高效递送和可控释放提供了平台,同时对临床浅表肿瘤的治疗也有一定参考价值。
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