基于BODIPY的柱层式的金属有机框架在化疗-光动力结合治疗的应用

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每年有数百万人死于恶性肿瘤,恶性肿瘤的诊疗方法逐渐受到人们的关注。在目前的肿瘤治疗中,化疗和放疗起主导作用。然而,单一的治疗手段由于其副作用以及多重耐药已被证明为并非最佳选择。临床上通常使用结合疗法。对于化疗本身,通常提供两种或多种化疗的组合。由于每种化疗方法都有其本身的作用机理和最大耐受剂量,因此理想情况下联合疗法可成为更有效且副作用更少的疗法。为了提高治疗疗效、减少副作用、延缓多重耐药性,将多种治疗方式整合,形成多模态治疗的纳米粒子体系,已被视为肿瘤治疗的一种具有深远影响的方法。光动力治疗(Photo Dynamic Therapy, PDT)自从1993年首次允许被用于膀胱癌的治疗以来,其被广泛用作癌症的替代疗法,效果良好。其中,将化疗和PDT结合的联合疗法,被证明为具有潜在的应用前景。
  (1 )开发了一种新型多功能三维纳米肿瘤化疗和PDT结合治疗体系BBP-MOFs:基于以氟硼二吡咯化合物((DipyrrometheneBoronDifluoride,BODIPY)衍生物为有机配体与光敏剂(Photosensitizer,PS)、4,4’-联吡啶为第二配体,成功合成的新颖的二重穿插的柱层式的金属有机框架(Metal Organic Frameworks, MOFs)材料。因其较大的孔容、比表面积和较高的PS装载率,可同时用作药物载体和PDT制剂。多柔比星(Doxorubicin, DOX)既可以作为传统的抗肿瘤药物负载到BBP-MOFs,也可借助其荧光性质,作为示踪剂,来确定BBP-MOFs在生物体内的作用位点以及DOX的释放情况,以达到可视化治疗的功效。通过单晶X-射线测试、粉末X-射线衍射(PXRD)、红外光谱、元素分析、BET、TGA、TEM等测试对BBP-MOFs的结构、形貌和物化特性进行了表征,结果显示所合成的BBP-MOFs具有规则的形状、较大的比表面积以及良好的稳定性,具有作为药物载体的潜力。
  (2)通过结构与固体荧光分析,可知,BBP-MOFs中BOD-Bipyridine分子的反向面对面堆积导致重大的π-π堆积,使BBP-MOFs的光致发光光谱出现明显的红移,从而可以提高单线态氧产率,提高PDT效率。使得BBP-MOFs具备良好的PDT效果。
  (3)通过紫外吸收曲线测定了BBP-MOFs对DOX的负载能力,实验结果显示:BBP-MOFs可以负载50.98%的DOX。同时,其因二重穿插结构,具有受控的药物释放特性。生物学实验证明BBP-MOFs/DOX对肿瘤具有良好的治疗效果,抑瘤率可高达78.9%,且BBP-MOFs本身几乎没有毒副作用。并且,BBP-MOFs/DOX在660nm的光照射下会能够产生大量的单线态氧。BBP-MOFs/DOX联合治疗系统具有理想的生物相容性、持续的药物释放能力、优异的治疗效果、PDT效果、以及令人满意的双荧光成像能力。这项工作为BBP-MOFs作为有广阔应用前景的新型抗癌药物载体和PDT试剂的结合治疗提供了有力的证据,通过简单有效的方法将化疗与PDT结合为一体,为今后多功能协同治疗的研发提供了新的可行性。
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