本文關鍵詞：基于半導體聚合物量子點的光動力學腫瘤治療

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【摘要】：光動力學治療(Photodynamic therapy,PDT)歷經(jīng)了大量研究和廣泛探索,已經(jīng)成功被應用于腫瘤的臨床治療。與傳統(tǒng)的腫瘤治療模式相比,PDT具有獨特的優(yōu)勢,包括侵襲性極小、治療過程較短、可重復且無毒性累積、不會對周圍正常組織造成損傷等。然而,PDT中使用的大多數(shù)光敏劑在本質(zhì)上都是疏水的,這使它們在水溶液中很容易形成聚集體,從而導致生物利用率降低、活性氧產(chǎn)生不充分以及治療效果不佳等。其它因素包括光敏劑的組織穿透深度受限、腫瘤選擇性較差以及吸收系數(shù)較低等,在實際的腫瘤治療中也會影響光動力學治療效果。因此,為了解決以上與光敏劑分子相關的難題,大量裝載光敏劑的納米粒子被相繼開發(fā)出來,例如聚合物納米粒子、上轉(zhuǎn)換納米粒子、金納米粒子、介孔二氧化硅納米粒子、無機半導體量子點等。半導體聚合物量子點(Semiconducting polymer dots,Pdots)因其具有優(yōu)異的光學性質(zhì),近年來成為生物醫(yī)學領域的研究熱點。對于PDT方面的應用,Pdots可以作為裝載疏水光敏劑的載體,解決光敏劑溶解度的問題。更重要的是,Pdots可以作為吸收光的基質(zhì),將能量傳遞給光敏劑,從而放大活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的產(chǎn)生。盡管Pdots在PDT領域取得了很多重要進展,但是,目前大多數(shù)Pdots的吸收光譜都位于藍光區(qū)域,這極大地限制了其組織穿透深度。其次,僅通過物理性摻雜將小分子光敏劑裝載于Pdots,極易導致光敏劑泄露。此外,腫瘤細胞對表面帶有羧基的Pdots的攝取速度較慢,往往需要較長的孵育時間才能充分發(fā)揮治療效果。因此,為解決上述難題,我們圍繞PDT展開了大量的實驗研究,取得了如下創(chuàng)新性研究成果:1.我們合成了吸收光譜位于綠光區(qū)域的可光交聯(lián)的半導體聚合物,制備了光敏劑摻雜的Pdots,它的側(cè)鏈可以通過光交聯(lián)反應形成聚合物網(wǎng)絡,將光敏劑分子穩(wěn)定地保留在Pdots內(nèi)部。在此研究中,通過納米再沉淀方法,我們制備了光敏劑二氫卟吩e6(Chlorin e6,Ce6)摻雜的Pdots(Ce6-doped Pdots),它們具有良好的光學性質(zhì)和很高的單線態(tài)氧(Singlet oxygen,1O2)量子產(chǎn)率。通過光交聯(lián)反應,我們成功制備了光交聯(lián)的Ce6-doped Pdots,它們能夠防止光敏劑泄露,提高光敏劑在Pdots中的穩(wěn)定性。此外,我們通過細胞成像、細胞存活率分析、乳酸脫氫酶釋放實驗、克隆形成實驗和細胞染色等,對Ce6-doped Pdots的細胞攝取、細胞毒性和光動力學效應等進行評估。體外實驗結(jié)果表明,Ce6-doped Pdots很容易被腫瘤細胞攝取并實現(xiàn)細胞標記,而且較低的孵育濃度和光照劑量就可以使其發(fā)揮良好的光動力學效應。同時,我們通過制備荷瘤裸鼠的動物模型,對Ce6-doped Pdots的生物毒性和光動力學效應等進行評估。體內(nèi)實驗結(jié)果表明,Ce6-doped Pdots能夠有效地抑制實體腫瘤生長,且不會對其它重要器官產(chǎn)生毒性。2.我們利用細胞穿膜肽修飾表面帶有羧基的Pdots,它可以攜帶Pdots進入腫瘤細胞,促進腫瘤細胞對Pdots的攝取,提高光動力學治療效果。在此研究中,我們制備了光敏劑酞菁鋅(Zinc phthalocyanine,Zn Pc)摻雜的Pdots(Zn Pc-doped Pdots),并利用細胞穿膜肽八聚精氨酸(R8)對其進行修飾,獲得了穩(wěn)定的R8-Pdots復合物。R8-Pdots表面帶有正電荷,粒徑為20-30 nm,具有良好的光學性質(zhì)和較高的1O2量子產(chǎn)率。我們通過細胞成像、細胞存活率分析和細胞染色等,對R8-Pdots的細胞攝取、細胞毒性和光動力學效應等進行評估。體外實驗結(jié)果表明,R8可以明顯縮短孵育時間,促進腫瘤細胞對Pdots的攝取,顯著提高光動力學治療效果。同時,我們通過制備荷瘤裸鼠的動物模型,對R8-Pdots的生物毒性和光動力學效應等進行評估。體內(nèi)實驗結(jié)果表明,與表面帶有羧基的Pdots(Carboxyl Pdots)相比,瘤內(nèi)注射R8-Pdots在一定程度上可以提高光動力學治療效果,抑制腫瘤生長。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R730.5

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳準;;光動力學診斷非肌層浸潤性膀胱癌的經(jīng)濟效益[J];現(xiàn)代泌尿生殖腫瘤雜志;2009年02期

2 吳思思,陳增謙,李曉,鄭茂峰,張鑫;光動力學診治癌癥(附126例報告)[J];中國腫瘤臨床;1988年04期

3 早田┎，

本文編號：1283552