光调控多功能复合纳米材料的制备及其在癌症治疗领域中的应用

• 作 者: 刘超群
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院大学
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 药物传递体系 复合纳米材料 制备工艺 抗癌作用

癌症是威胁人类健康的主要元凶之一。为了解决癌症诊断和治疗过程中存在的副作用大、复发率高等问题，近年来，基于纳米材料的药物传递体系在癌症的诊断和治疗领域展现出了优异的表现。而基于光调控多功能复合纳米材料而展开的癌症诊疗更展现出了其独特的优势。相对于传统的药物传递体系，光具有非侵入性，时空可控性，具有更好的安全性、特异性和治疗效果。在本论文中，针对性的对光介导疗法中存在的一些问题而设计了一系列的新型的光调控多功能复合纳米材料，实现了对肿瘤的特异性治疗，并提高了治疗效果。所取得的成果如下:　　1.首次报道了透明质酸(HA)修饰的中空碳化氮纳米球(GHCNS)可以同时作为光化学内在化光敏剂，成像剂及药物载体。该体系具有较强的荧光，良好的生物相容性及靶向癌细胞能力。负载阿霉素的GHCNS-HA可以有效地靶向癌细胞，进入溶酶体中，然后借由溶酶体内的透明质酸酶降解HA，引发阿霉素的释放。在可见光照下，GHCNS可有效地产生活性氧簇(ROS)，以破坏溶酶体膜，从而使药物有效的释放到细胞质中，再联合阿霉素的作用显示出对癌细胞显著增强的毒性。　　2.首次制备了负载热休克蛋白70(HSP70)抑制剂PES的二维碳化氮纳米片(GCNS，GCNS-PES)来同时作为光敏剂，荧光剂和复合纳米载体，实现了光化学内在化介导的和PES增强的PDT。我们制备的GCNS具有良好的水分散性，强烈的蓝色荧光，优良的生物相容性和可见光刺激的ROS产生效率。在光照条件下，GCNS能够产生ROS能够破坏溶酶体膜，使GCNS和PES释放到细胞质中。之后PES能够与HSP70结合，破坏其生物活性并降低其表达水平，最终降低了细胞对ROS的耐受性，对癌细胞产生了较强的治疗效果。　　3.首次制备了修饰了螺吡喃分子的介孔硅包裹上转换纳米粒子(UCNP-SP)，实现了近红外(NIR)光控制的疏水药物姜黄素介导的癌症治疗系统(UCNP-CUR)。本文的纳米系统能够大大提高姜黄素的稳定性，并且螺吡喃分子形成的疏水层能有效抑制药物的释放以及其生物活性。在NIR光照下，上转换纳米粒子可以将可以其转换为紫外光，引发螺吡喃的构象的转变，从而打开介孔，引发药物的释放和活化。此外，姜黄素可以通过上转换纳米粒子发出的紫外光诱导ROS的产生，可以大大提高治疗效率。体外和体内实验也证实了NIR光照射的UCNP-CUR可以产生显著增强的抗肿瘤效果。