【摘 要】
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新型诊断协同治疗纳米材料的构建已成为目前化学和材料学等多学科交叉领域的点与前沿。传统纳米材料缺乏微环境响应性,在生物体内难以实现良好的诊疗能力,限制了其在生物体中的应用。在传统光诊疗中,由于组织对激光具有吸收导致激光对不同深度组织的穿透能力具有差异以及肿瘤并非各向同性这一特征,导致光治疗不能彻底的杀灭癌细胞。而手术治疗作为临床上常用的肿瘤治疗手段,可以有效地去除肿瘤和边缘组织。因此两者可以有效地结
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新型诊断协同治疗纳米材料的构建已成为目前化学和材料学等多学科交叉领域的点与前沿。传统纳米材料缺乏微环境响应性,在生物体内难以实现良好的诊疗能力,限制了其在生物体中的应用。在传统光诊疗中,由于组织对激光具有吸收导致激光对不同深度组织的穿透能力具有差异以及肿瘤并非各向同性这一特征,导致光治疗不能彻底的杀灭癌细胞。而手术治疗作为临床上常用的肿瘤治疗手段,可以有效地去除肿瘤和边缘组织。因此两者可以有效地结合到一起,通过协同治疗彻底的有效治疗癌症。生物体中的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子都是通过生物催化的聚合反应在细胞内生成的,而生物大分子则在生命活动中扮演着重要的角色。更重要的是人工的在生物环境下进行自由基聚合更是少有报道,而在生物环境下通过自由基聚合反应构建具有生物功能的聚合物对于生物医学应用来说具有巨大的意义。在本文中我们使用可自由基聚合单体修饰金纳米粒子。综上所述,本文基于修饰功能化策略构建了一种原位聚合诱导聚集的金纳米粒子并对其在光声成像介导的光热术后治疗中的应用进行研究。本文主要内容如下:第一章:本章主要介绍了光热治疗、光声成像、金纳米材料以及生物环境下的聚合的定义、分类、研究现况和需要解决的科学问题,并对前人所进行的研究进行综述。第二章:在本章节中,通过使用N-丙烯酰基半胱氨酸代换金纳米粒子（Au NPs）表面的柠檬酸盐配体,得到了可聚合诱导聚集的N-丙烯酰基半胱氨酸修饰金纳米粒子（NACAu NPs）,首先在试管条件下使用辣根过氧化物酶催化过氧化氢,得到的羟基自由基使NAC-Au NPs发生自由基聚合反应诱导的聚集,得到N-丙烯酰基半胱氨酸修饰金纳米聚集体（PNAC-Au NPs）,分别利用核磁共振碳谱、吸收光谱、透射电子显微镜、动态光散射和Zeta电位等测试方法研究了聚合前后材料的化学结构、形貌、粒径、近红外区吸收、Zeta电位的变化情况。通过核磁共振碳谱和红外光谱证明了在羟基自由基存在的情况下的成功聚合。最后测试了材料的光热转换和光声成像的能力,PNAC-Au NPs表现出了良好的光热转换能力和良好的光声成像能力。基于这些特征,我们证明了NAC-Au NPs在体外表现出了良好的光声成像介导光热治疗协同光诊疗的潜力。第三章:肿瘤微环境中富含的过氧化氢为NAC-Au NPs在肿瘤微环境中发生聚合诱导聚集提供了良好的外部条件。通过体外的细胞实验证明了NAC-Au NPs在辣根过氧化物酶和过氧化氢的存在下可以在细胞内聚合得到PNAC-Au NPs,生物样本的透射电子显微镜更加进一步的证明了NAC-Au NPs在生物环境中的聚合,并且PNAC-Au NPs在808 nm激光照射下能够大幅度光热升温并显著杀死肿瘤细胞。PNAC-Au NPs在激光照射下由于光热升温效应产生热振动进行光声成像,通过光声成像结合手术治疗以及术后光治疗可控的进行光声成像介导的术后光热治疗,能够良好的杀灭肿瘤组织保证其不复发并尽可能的降低对周边正常组织细胞的损伤。以上的研究结果表明本文构建的NAC-Au NPs能够很好的用于肿瘤组织的光声成像介导的术后光热治疗。
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