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骨靶向治疗是提高骨肿瘤临床疗效的一种具有潜在优势的方法，可望最大程度地减少骨骼发病率并保持患者的生活质量和身体机能。大黄酸（Rhein）是从掌叶大黄（Rheum palmatum L）中分离出来的一种蒽醌类抗炎药，具有与四环素相似的化学结构，其生物相容性和对骨的亲和力在以前的报告中已得到证实，但在骨靶向治疗研究方面却未见报道。基于Rhein对骨的亲和力，本文构建了一种新型的Rhein-聚乙二醇（PEG）-纳米羟基磷灰石（nHA）载体，用于同时递送抗癌药物阿霉素（DOX）和同位素磷32（32P），以增强对骨肿瘤放射化学治疗效果。
本文首先在PEG的存在下，采用Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4通过仿生法成功制备了球形nHA，PEG功能化球形nHA，再利用Rhein活性酯与PEG发生缩合反应，制备出Rhein-PEG-nHA纳米粒。扫描电子显微镜、红外光谱、热重分析等验证了Rhein与球形nHA的成功偶联，合成的Rhein-PEG-nHA纳米粒为球形，直径为120nm左右。此外，经体外亲骨性实验研究发现，与PEG-nHA组相比，Rhein-PEG-nHA组对骨骼碎片具有明显的亲和力。
采用物理吸附法制备了DOX@Rhein-PEG-nHA和32P@Rhein-PEG-nHA纳米粒。其中，DOX的载药量为19.68%，32P的放射性标记率为45%。药物体外释放结果显示，DOX的释放曲线取决于环境pH，pH值越低，DOX释放越快。DOX@Rhein-PEG-nHA还表现出有利于长期治疗的持续释放行为。同时，32P@Rhein-PEG-nHA中放射性同位素32P在不同的pH环境下则显示出良好的稳定性。
在动物水平实验中，成功构建了骨肿瘤动物模型。采用物理吸附法，使用99mTc标记Rhein-PEG-nHA追踪纳米粒在体内的具体分布。从SPECT/CT显影图中观察到在肿瘤部位SPECT信号随时间依赖性增加，这表明Rhein-PEG-nHA纳米粒具有有效的肿瘤靶向功能。注射药物24h后，肿瘤组织中99mTc@Rhein-PEG-nHA纳米粒的摄取量为9.57％ID/g。在治疗方面，通过比较相对肿瘤体积、肿瘤质量和肿瘤负荷及抑制率，发现与生理盐水组相比，Rhein-PEG-nHA和DOX@PEG-nHA组没有表现出很好的肿瘤抑制效果，而DOX@Rhein-PEG-nHA和32P@Rhein-PEG-nHA组则肿瘤抑制效果明显，说明球形nHA经Rhein修饰后具有良好的骨肿瘤靶向作用。DOX/32P@Rhein-PEG-nHA联合治疗组表现出最高的肿瘤抑制作用，其抑制率可达77.38%。在病理切片H&E和TUNEL染色中，DOX@Rhein-PEG-nHA、32P@Rhein-PEG-nHA和DOX/32P@Rhein-PEG-nHA组中可见大片肿瘤细胞坏死和细胞凋亡，与治疗效果呈相同的变化趋势。使用CT评估不同治疗组治疗结束后荷瘤胫骨的骨骼形态，DOX/32P@Rhein-PEG-nHA组小鼠的荷瘤胫骨结构保持的最完整，表明DOX/32P@Rhein-PEG-nHA组可有效保护骨骼。采用血液化学、全血细胞分析和H&E染色，证实了Rhein-PEG-nHA纳米粒具有较好的生物安全性。
综上表明，在接受DOX或32P骨靶向nHA治疗后，小鼠胫骨肿瘤的生长可以被显著抑制，并且使用放射化学联合疗法可以进一步增强抑制作用，显示构建的Rhein-PEG-nHA纳米载体为靶向骨转移治疗提供了一种有效的策略。
本文首先在PEG的存在下，采用Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4通过仿生法成功制备了球形nHA，PEG功能化球形nHA，再利用Rhein活性酯与PEG发生缩合反应，制备出Rhein-PEG-nHA纳米粒。扫描电子显微镜、红外光谱、热重分析等验证了Rhein与球形nHA的成功偶联，合成的Rhein-PEG-nHA纳米粒为球形，直径为120nm左右。此外，经体外亲骨性实验研究发现，与PEG-nHA组相比，Rhein-PEG-nHA组对骨骼碎片具有明显的亲和力。
采用物理吸附法制备了DOX@Rhein-PEG-nHA和32P@Rhein-PEG-nHA纳米粒。其中，DOX的载药量为19.68%，32P的放射性标记率为45%。药物体外释放结果显示，DOX的释放曲线取决于环境pH，pH值越低，DOX释放越快。DOX@Rhein-PEG-nHA还表现出有利于长期治疗的持续释放行为。同时，32P@Rhein-PEG-nHA中放射性同位素32P在不同的pH环境下则显示出良好的稳定性。
在动物水平实验中，成功构建了骨肿瘤动物模型。采用物理吸附法，使用99mTc标记Rhein-PEG-nHA追踪纳米粒在体内的具体分布。从SPECT/CT显影图中观察到在肿瘤部位SPECT信号随时间依赖性增加，这表明Rhein-PEG-nHA纳米粒具有有效的肿瘤靶向功能。注射药物24h后，肿瘤组织中99mTc@Rhein-PEG-nHA纳米粒的摄取量为9.57％ID/g。在治疗方面，通过比较相对肿瘤体积、肿瘤质量和肿瘤负荷及抑制率，发现与生理盐水组相比，Rhein-PEG-nHA和DOX@PEG-nHA组没有表现出很好的肿瘤抑制效果，而DOX@Rhein-PEG-nHA和32P@Rhein-PEG-nHA组则肿瘤抑制效果明显，说明球形nHA经Rhein修饰后具有良好的骨肿瘤靶向作用。DOX/32P@Rhein-PEG-nHA联合治疗组表现出最高的肿瘤抑制作用，其抑制率可达77.38%。在病理切片H&E和TUNEL染色中，DOX@Rhein-PEG-nHA、32P@Rhein-PEG-nHA和DOX/32P@Rhein-PEG-nHA组中可见大片肿瘤细胞坏死和细胞凋亡，与治疗效果呈相同的变化趋势。使用CT评估不同治疗组治疗结束后荷瘤胫骨的骨骼形态，DOX/32P@Rhein-PEG-nHA组小鼠的荷瘤胫骨结构保持的最完整，表明DOX/32P@Rhein-PEG-nHA组可有效保护骨骼。采用血液化学、全血细胞分析和H&E染色，证实了Rhein-PEG-nHA纳米粒具有较好的生物安全性。
综上表明，在接受DOX或32P骨靶向nHA治疗后，小鼠胫骨肿瘤的生长可以被显著抑制，并且使用放射化学联合疗法可以进一步增强抑制作用，显示构建的Rhein-PEG-nHA纳米载体为靶向骨转移治疗提供了一种有效的策略。