基于二氧化铈多功能纳米材料的合成及其在鼻息肉治疗中的应用

• 作 者: 梁子明
• 出 处: 东北师范大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 二氧化铈 纳米酶 协同抗炎 药物运输 鼻息肉

过量的活性氧（ROS）积聚会导致体内产生氧化应激,进而触发多类疾病,包括炎症和癌症等。炎症是生命体对于外界刺激的一种生物性防御反应。鼻息肉是一种慢性炎症,在经过医学和外科治疗后仍有复发的趋势,这大大降低了生活质量。由于当前治疗方法的效果有限,迫切需要开发一种新策略来实现多模式炎症治疗。近年来,纳米酶因其优异的理化性质和较大的比表面积得到了极大的关注。本文中,我们开发出一种简单、可重复的方法制得多功能Au-CeO₂双面神纳米粒子（JNPs）,其能够消除体外及细胞内多种ROS、装载并持续释放抗炎药（丹参素钠）,且可应用于X射线计算机断层扫描（CT）成像指导的“纳米酶-药物”协同鼻息肉治疗。此外,得益于两个协同作用:双面神结构的Au和CeO₂区域之间协同的ROS清除特性以及抗炎药物和整个纳米酶（Au-CeO₂ JNPs）之间的协同抗氧化功效,使得与CeO₂ NPs和Au-CeO₂ JNPs相比,相同浓度的装载丹参素钠（DSS）的Au-CeO₂ JNPs表现出更强的抗炎性能。重要的是,把Au-CeO₂ JNPs加入人鼻息肉上皮细胞（HNECs）后,细胞内ROS以及促炎细胞因子IL-1β和IL-6的mRNA水平均降低,表明了潜在的鼻息肉治疗作用。因此,这种新型的纳米酶-药物协同纳米体系为炎症治疗的发展提供了新的理念和方法。进一步工作中,先以SiO₂为模板合成CeO₂中空纳米粒子,再制备CeO₂@PAA纳米粒子。然后,Mn²⁺在PAA上水解得到CeO₂@PAA-Mn纳米粒子。最后,多巴胺（DA）在PAA-Mn上通过自聚合形成聚多巴胺（PDA）纳米粒子,从而得到CeO₂@PAA-Mn@PDA纳米粒子,水洗后便得到CeO₂@PDA蛋黄-蛋壳纳米碗。PDA纳米粒子和Mn元素的存在可分别用于光声（PA）成像和磁共振（MR）成像,PDA的碗状结构及CeO₂的中空结构则可用于DSS的装载。制得的CeO₂@PDA蛋黄-蛋壳纳米碗可用于体外ROS清除及PA和MR双模成像指导的HNECs内ROS清除并抑制IL-1β和IL-6 mRNA的表达。此外,这种“蛋黄-蛋壳”结构的复合纳米材料将抗氧化纳米酶CeO₂与非酶抗氧化生物分子PDA结合在一起,具有协同的鼻息肉治疗效果,比单一纳米材料具有增强的抗氧化性能。