【摘 要】
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目的:研究PDA@HMONs-DOX/PFP(PHDP)纳米微粒在治疗中的有效性,探索其生物相容性、生物降解性、近红外光(Near infrared ray,NIR)高温诱导的光热协同治疗以及液气相变下同步超声成像的功能,以构建超声成像实时引导的乳腺肿瘤高效化疗及光热协同治疗的诊疗一体化平台。方法:根据“化学同源性”原理制备由聚多巴胺(Polydopamine,PDA)改性的中空介孔有机硅纳米颗粒
【基金项目】
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国家自然科学基金(编号:No. 81571677; No. 81571679; No.81771838);
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目的:研究PDA@HMONs-DOX/PFP(PHDP)纳米微粒在治疗中的有效性,探索其生物相容性、生物降解性、近红外光(Near infrared ray,NIR)高温诱导的光热协同治疗以及液气相变下同步超声成像的功能,以构建超声成像实时引导的乳腺肿瘤高效化疗及光热协同治疗的诊疗一体化平台。方法:根据“化学同源性”原理制备由聚多巴胺(Polydopamine,PDA)改性的中空介孔有机硅纳米颗粒(Hollow mesoporous organosilicon nanoparticles,HMONs)为载体,内部负载阿霉素(DOX)和全氟戊烷(PFP)的PHDP纳米诊疗体。采用透射电镜、N2吸附分析仪、Zeta电位检测、动态光散射、磁共振波谱、紫外-可见光分光光度计等进行表征;通过透析法检测DOX的细胞外药物释放;光学显微镜与超声诊断仪检测气泡释放及超声成像。细胞实验中,采用MTT法评价PHDP的细胞毒性;运用透射电镜、流式细胞仪与电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)技术对PHDP纳米粒的细胞摄取行为进行检测;NIR辐照后,酶标仪检测,根据光密度(Optical density,OD)值计算细胞活力,Calcein-AM/PI活死染色观测细胞活力,评价协同治疗效果。建立裸鼠乳腺癌肿瘤模型,将其分为五组:对照组;游离DOX组;PHDP组;PDA@HMONs-PFP联合NIR组;PHDP联合NIR组,检测荷瘤裸鼠体内PHDP的生物分布,观察各组的肿瘤生长情况以及肿瘤细胞凋亡情况,并对药物生物安全性进行评估,超声诊断仪观察肿瘤并显像。结果:本研究成功构建了平均粒径75nm,比表面积约835.1m2/g,孔径约3.64 nm的HMONs颗粒。该颗粒置于体外模拟液体(高GSH)中1周彻底溶解。以HMONs颗粒为基础构建的PHDP纳米诊疗体,平均粒径125.1nm,载药量为328 mg/g,具有良好的胶体稳定性,并能够在p H/GSH双重刺激响应下实现DOX的有效释放。PHDP纳米复合物具有良好的光热转换性能,在体外NIR辐照下使其发生液气相变,在灰阶模式与造影模式下超声信号有明显差异(P<0.05)。细胞实验中,经过PHDP纳米颗粒处理2小时、4小时以及8小时后细胞摄取硅元素的量不断增加,差异有统计学意义(P<0.05);细胞摄取PHDP包载DOX的量较游离DOX多,差异有统计学意义(P<0.01),透射电镜观察细胞摄取PHDP4天后出现降解。PHDP联合NIR辐照促进细胞凋亡的作用较游离DOX明显(P<0.01)。动物实验中PHDP联合NIR组与其他4组比较,肿瘤抑制最明显,差异有统计学意义(P<0.01)。同时,生物安全性分析显示裸鼠主要器官内未发现明显的组织坏死情况。PHDP纳米诊疗体在体外及裸鼠体内,经NIR辐照后,能实现超声显像。结论:PHDP纳米诊疗体具有良好的生物相容性和生物降解性;表面包覆的PDA不仅能够封孔以防止药物渗透,而且具有NIR高温诱导PFP液气相变的能力和同步超声成像性能;通过NIR协同光热治疗能够提高化疗效果,给乳腺癌诊疗提供有前景的应用平台。
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