MoS2@碳球纳米材料的合成及其肿瘤热化疗特性研究

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传统的化疗,通常是晚期癌症的主要治疗方法或早期癌症手术的辅助方法,由于化疗药物对癌细胞和正常细胞的非特异性细胞毒性,通常会导致严重的全身毒性。但是化疗的结果往往受到安全剂量的限制,导致肿瘤部位药物浓度不足;而且在治疗过程中可能产生耐药性,从而进一步妨碍整体疗效。因此,提高特异性给药以减少不良反应,优化低耐受剂量的治疗效果迫在眉睫。临床上联合化疗和热疗手段提高疗效的同时利用高通透性和滞留(EPR)效应靶向定点给药,增加特定部位药物浓度,提高药物特异性、降低毒性,是一个值得推崇的癌症治疗措施。当前,近红外光热治疗具有热消融能力强、微创等优点,已成为治疗癌症的有力手段。将具有可吸收近红外光产生热效应的纳米材料作为化疗药物载体,实现药物释放的热触发,同时诱导热疗产生协同抗癌作用。
  本文以碳基纳米材料为基质,首先制备MoS2@C纳米材料,利用MoS2优异的光热效应结合碳纳米球绿色无毒进行药物递送。不仅缩短了近红外光照射时间,仅3min内即可杀死癌细胞,从而避免长时间照射对正常细胞的损伤。而且实现了近红外光照射和pH双响应药物释放来达到高效快速光热-化疗协同治疗目的。其次,制备C@SiO2纳米材料同样也建立了双响应给药系统。在上述基础上制备了MoS2/C@SiO2纳米材料来优化C@SiO2光热性能的不足,同时提高了载药释药能力。总之该体系为光热-化疗联合治疗提供了基础。主要工作如下:
  (1)MoS2@C复合纳米材料的制备及其光热、细胞毒性研究。
  采用正交实验对水热法合成的MoS2@C复合纳米材料进行条件优化,并对其进行了PEG表面修饰。对材料晶相组成、形貌、光吸收特性、光热性能、载药率等进行了表征。利用标准四唑盐(MTT)法测定纳米复合材料对乳腺癌(MCF-7)细胞存活率的影响,对所制材料性能进行抗癌活性评价。
  实验结果表明:最佳合成条件下MoS2@C的光热转化效率为40.8%,载药率44.37%;经PEG表面修饰之后的PEG-MoS2@C光热转化效率降低20.24%,但载药率明显提高,可达52.34%。PEG-MoS2@C-DOX在pH5.0的肿瘤微环境中、808nm近红外光照射下药物释放率可达74.9%,材料的光热性能稳定且生物相容性好。细胞毒性实验表明在近红外光照射下,MoS2@C在载药前、后对肿瘤细胞的杀灭率分别为57.33%和73.4%,可见该纳米材料在肿瘤诊治中可以实现光热-化疗协同治疗。另外,抑菌实验证明该材料也是一种很好的抗菌材料。
  (2)C@SiO2复合纳米材料的制备及其光热、细胞毒性研究。
  采用正交实验水热法合成的C@SiO2纳米材料进行条件优化,并对其进行了HF刻蚀表面修饰。实验结果表明:最佳合成条件下C@SiO2的光热转化效率为34.7%,载药率为12.4%;经HF刻蚀后HF-C@SiO2载药率明显提高,可达26.3%。C@SiO2-DOX在pH5.0的肿瘤微环境中、808nm近红外光照射下药物释放率可达35.8%,材料的光热性能稳定且生物相容性好。细胞毒性实验表明在近红外光照射下,C@SiO2在载药前、后对肿瘤细胞的杀灭率分别为34%和75.33%,可见该纳米材料在肿瘤诊治中可以实现光热-化疗协同治疗。
  (3)MoS2/C@SiO2复合纳米材料的制备及其光热、细胞毒性研究。实验表明,C@SiO2的光热转化效率为42.5%,载药率为46.5%;C@SiO2-DOX在pH5.0的肿瘤微环境中、808nm近红外光照射下药物释放率可达58.9%,是未照射时释放率的2.5倍。材料的光热性能稳定且生物相容性好。细胞毒性实验表明在近红外光照射下,MoS2/C@SiO2在载药前、后对肿瘤细胞的杀灭率分别为46%和80.6%,可见该纳米材料在肿瘤诊治中可以实现光热-化疗协同治疗。
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