基于普鲁士蓝的热化疗纳米复合物的合成及功能分析

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1、·哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1课题背景在世界范围内，癌症是致使人类死亡的一个主要原因[1]，目前传统的治疗癌症方法存在很多不足[2]。随着纳米技术的发展，纳米技术为抗击癌症提供了新方法。纳米产品的产生为实现复杂的癌症靶向治疗和获得及多功能为一体的治疗方法提供了机会。他们可以提高传统癌症治疗方法中药物的利用率和优化药物的用量，这能优化治疗癌症过程中抗癌药物治疗效果[3-7]。纳米载体有很多优异的性质，例如，良好的理化特性，尺寸为纳米级，比表面积较高等[8]。纳米化疗药物载体可以调节药物的输送途径和用量，因此，提高化疗的治疗效果。将

2、化疗药物装载到纳米药物载体中，可以使药物在生物体内更加稳定，延长其在生物体血液中的循环时间，控制其的释放过程。因此，纳米粒子载药系统可以通过在癌变的部富集从而调节药物在生物体中的分布[9-10]。在与癌症的抗争中，光热治疗(Photothermaltherapy，PTT)以其独特的优异性而受到广泛的关注，在治疗中光热疗法可有效杀死癌细胞而对于正常的组织没有损伤[11-13]。因此国内外掀起了研究的光热纳米材料的热潮，人们致力于开发出具有更高安全性，更高生物相容性，更低的生物毒性的光热纳米材料[14-16]。本实验通过将普鲁士蓝纳米粒子这种新型光热

3、材料外包覆多巴胺和人血清白蛋白并运载上药物，成功合成了集光热治疗和化疗为一体的纳米粒子系统（PB@PDA/DOX/HSANPs），用于靶向治疗癌症。合成的多功能纳米粒子具有粒径均一，分散性良好，生物毒性低，生物相容性、安全型高，能靶向将药物输送到病变部位的特点。普鲁士蓝一种古老的染料，近几年发现其有良好的近红外光（700nm-1100nm，近红外光有良好的生物组织穿透能力）光热转换性能，而被开发用作新型的光热转换剂[17-20]。并且普鲁士蓝的合成过程简单，所需原料价格低廉[21]，普鲁士蓝纳米粒子是典型的美国食品及药物管理局(FDA，US)批准

4、的临床上用于治疗受放射性污染物辐射导致的疾病的药物，长期大量的临床实践数据证明其具有极佳的生物安全性[22-24]。普鲁士蓝外面包覆的多巴胺同样具有一定的光热效果，所以合成的PB@PDA纳米粒子(PB@PDANPs)具有更强的光热效果[17]，在PB@PDANPs外面又包覆了人血清白蛋白，提高纳米粒子在生物体的稳定性，1····哈尔滨工业大学工学硕士学位论文延长了运载药物后的纳米粒子在生物体血液中的循环时间，有效地控制了药物的释放过程，延长了治疗的效果和用药的间隔时间，又因纳米粒子载药系统可以富集在癌变的部位，因此减少了化疗药物的用量，从而减少了

5、癌症患者在治疗过程中化疗药物对人体的损伤[6-9]。所以，本实验制备的集光热治疗和化疗为一体的纳米粒子系统对于治疗癌症方面有很广阔的应用前景。1.1治疗癌症的传统方法治疗癌症的传统方法有：手术切除法，药物化疗法，射线放射治疗法。1.2.1手术治疗对于癌症早期的病人，手术治疗是首选的治疗方法，如果癌症早期的病人发现并及时治疗，因为此时癌细胞还未扩散，所以如果做手术时将未扩散的癌变组织以及癌变组织连带的部分正常组织一同切除，手术切除是可以根治早期癌症的。但是对于大多数早起癌症患者，在癌症早期其身体状况没有明显受到影响，等到癌症引起人们注意的时候就基本

6、上已经过了最佳的治疗时期。此外手术切除治疗法还被用于减轻中晚期癌症患者病症，起到一定的缓解治疗作用，用来延长病人的生命。但是对于癌症晚期癌细胞已经扩散的病人，手术治疗效果不佳，此时治疗癌症一般采用化学药物疗法和物理放射疗法。1.2.2化疗化疗过程中将抗癌药物通过静脉注射的方式注入到人体或病变部位直接给药，由于化疗药物无选择特异性，所以其对癌细胞和正常的组织都有杀伤作用，并且癌变组织组织长时间反复的暴露在高剂量的抗癌药物的环境中，癌细胞就会分泌出相应的蛋白质来将抗癌药物排除细胞体外使细胞内药物含量降低，导致抗药性提高。所以在治疗过程中需要不断加大药

7、物剂量来维持一定的治疗效果，这样就会对人体造成不可恢复的损害，从而形成一定的恶性循环。1.2.3物理放疗放疗是用各种粒子束或是射线来治疗癌症方法，放射治疗用的各种射线或是离子束主要破坏的是细胞的遗传物质，由此可知，放疗过程中射线或是粒子束对2····哈尔滨工业大学工学硕士学位论文处于快速分裂繁殖的癌细胞有较好的杀伤效果。由于放疗射线或离子束对于处在分裂期的细胞作用效果好，而对于处在遗传物质合成期的细胞敏感度低，所以放射治疗过程中对于正常的组织细胞损伤远比癌细胞要低。但放疗也有很大的缺点，对生物体有很大的损伤。放射治疗后出现的全身性的反应，例如头晕

8、，头疼，全身乏力；依据皮肤接受放射量的多少，生物体皮肤可出现炎症直至坏死；肺纤维化；造血功能受阻。综上所述，这三种传统的治疗癌症方法对人