用于光学治疗的多功能有机纳米材料在癌症组合治疗中的应用研究

摘要

近十几年，以光热治疗和光动力治疗为主体的光学治疗作为一种的新型肿瘤治疗方法，以其可控的治疗位点，良好的治疗效果和微小的毒副作用而备受关注。但是，由于光照的组织穿透能力有限，单一的光热治疗或光动力治疗通常难以彻底消除肿瘤。因此，将光学治疗与其他治疗方式相结合成为了一种高效低毒的肿瘤治疗。 本文的主要的研究内容和结论如下： 1. 我们通过自组装制备了一种新型多功能纳米光热材料PEG-IR797纳米颗粒(Nanoparticles，NPs)。首先，PEG-IR797 NPs在近红外光谱区具有超高的摩尔消光系数(444.3 L g-1cm-1)，赋予了其卓越的光热性能。其次，PEG-IR797 NPs可以实现高组织穿透性和高对比度的生物组织近红外荧光成像和光声成像。再次， PEG-IR797 NPs具有聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission，AIE)现象，进一步提高了其在肿瘤部位荧光成像的对比度。最后，在无光照的条件下，PEG-IR797 NPs表现出了类似化疗药物细胞毒性，自我实现了化疗和光热治疗的组合治疗。综上所述，PEG-IR797 NPs同时具备了光热治疗，化疗，近红外荧光成像和光声成像等特性，提高了光热治疗疗效并实现了肿瘤的诊疗一体化。 2. 光动力治疗结合化疗的是目前较为常用的高效低毒的组合治疗。通过设计一种可实现自我监控的双药纳米颗粒DOX-PhA NPs，我们研究了不同光照时间点（即激活光动力治疗的时间点）对组合治疗疗效的影响，优化了组合治疗方案。在细胞质中性 pH 值下，两者之间有荧光共振能量转移(Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET)现象，阿霉素 (Doxorubicin，DOX)吸收的光能转移给脱镁叶绿酸盐 A (Pheophorbide A，PhA)，使整个纳米颗粒表现出 PhA 的荧光。当DOX-PhA NPs处于溶酶体酸性pH值下，DOX从双药纳米颗粒中释放出来，FRET效应消失，DOX的荧光恢复。实时监控DOX-PhA NPs在细胞中荧光的变化可以标记出 DOX 和 PhA 位于不同亚细胞结构中的时间点。在比较不同时间点激活光动力治疗对组合治疗疗效的影响后，我们可得到如下结论：当双药中的DOX完全 进入细胞核后激活光动力治疗，可以得到最佳的组合治疗疗效。最终，我们通过优化组合治疗方案提高了光动力治疗-化疗组合治疗疗效，为临床治疗提供了新思路。

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