肿瘤诊疗用铁基磁共振成像造影剂的制备及应用

来源 :中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:pscc33
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癌症仍然是世界上最具破坏性和致命性的疾病之一,癌症的早期诊断是早期治疗的前提。磁共振成像(MRI)具有高软组织分辨率和高组织穿透性,作为一种无创、无辐射的技术手段已被广泛应用于癌症诊断。为了高质量成像效果,具有低毒副作用、高弛豫性能的智能型造影剂一直是人们所追求的。铁元素的长期生物相容性使氧化铁纳米粒子成为MRI造影剂的研究热点。同时氧化铁的磁热效应可以有效地将MR成像与磁热治疗结合起来。因此本论文的主要研究目的是制备具有高弛豫性能的智能型铁基造影剂,并研究其在肿瘤MR成像及治疗领域的应用。论文的研究主要分为两个部分:第一部分是p H响应型氧化铁纳米团簇的合成及其在MR成像中的应用研究;第二部分是GSH响应型核壳结构氧化铁纳米粒子在MR成像及肿瘤磁热治疗中的应用研究。作者完成主要工作如下:(1)提出了一种合成水力学直径在148 nm左右的氧化铁纳米团簇的方法,首先通过简单的共沉淀方法制备10 nm超顺磁氧化铁纳米粒子(SPION),用柠檬酸进行表面修饰,甲氧基聚乙二醇(mPEG)与对醛基苯甲酸(FBA)连接后作为侧链,通过具有p H响应性苯甲酰亚胺键与聚赖氨酸(PLL)连接,形成两亲性聚合物(PLL@mPEG),而后PLL@mPEG与Fe3O4通过酰胺键连接,转移至水相后自组装形成具有p H响应性的氧化铁纳米团簇PLL@mPEG@SPION。通过透射电镜(TEM)、红外吸收光谱(FTIR)、动态光散射(DLS),对PLL@mPEG@SPION的团簇及其p H响应性进行了表征,结果表明,PLL@mPEG@SPION纳米团簇在p H=6.0条件下可再分散为较为独立分散的氧化铁纳米粒子。并经过振动样品磁强计(VSM)、小动物核磁共振成像仪(MRI)测试证明PLL@mPEG@SPION团簇具有更优异的T2成像性能及高弛豫率r1=3.47 m M-1s-1,r2=301.53 m M-1s-1,r2/r1=38.08。不过,PLL@mPEG@SPION的磁热性能较差,从而导致肿瘤的磁热疗效果不佳。(2)为提高肿瘤的磁热疗效果,进一步发展了一种核壳结构的复合纳米粒子MFe3O4@DOX@Mn O2,以介孔四氧化三铁纳米粒子为核心,表面包覆二氧化锰(Mn O2),其具有的磁热性能可用于肿瘤磁热治疗,同时作为载体搭载化疗药物阿霉素(DOX),利用磁热治疗协同化疗增强肿瘤治疗效果。Mn O2在谷胱甘肽(GSH)还原后释放的Mn2+可用于T1成像,实现诊疗一体化。目前已通过络合-共沉淀法制得平均粒径30 nm具有介孔结构的氧化铁纳米粒子(MFe3O4),通过氧化还原反应在其表面包覆Mn O2,制得具有核壳结构的纳米粒子MFe3O4@Mn O2。通过透射电镜(TEM),全自动比表面积及微孔孔隙分析仪(BET)验证了MFe3O4具有良好的介孔结构,孔径约3 nm左右。通过磁热效应分析仪进行磁热性能表征,结果表明,在交变磁场下MFe3O4@Mn O2比MFe3O4升温更高,证明Mn O2的装载可明显提高磁热效率。振动样品磁强计(VSM)进行饱和磁化强度测定,未见包覆Mn O2对MFe3O4饱和磁化强度产生显著影响,提高磁热性能机制需继续探索。已构建一个具有肿瘤磁热治疗能力的纳米药物载体,为下一步搭载DOX、探究GSH还原作用下T1成像以及肿瘤治疗效果做好了准备工作。
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