背景癌症（恶性肿瘤）目前对人类的健康造成了严重的威胁,并已经成为导致死亡的主要原因之一。传统的癌症治疗方法例如有化学疗法,放射疗法和外科手术。而且,一些小分子化疗药物在癌症的治疗上也已经取得了一些比较好的效果,但是其对正常组织会造成严重的不良反应。所以,为了克服这一困难,联合应用两种或多种药理机制不同或毒副作用不同的抗癌药物用于癌症的治疗方案即联合化疗备受关注。在最近几十年的各种治疗方法中,光动力疗法（PDT）即依靠组织氧和光敏剂（PS）在光束下产生活性氧（ROS）（例如单线态氧（¹O₂）等）的这一治疗手段被广泛关注。由于其独特的优势,最近被认为是有效癌症治疗的有前途的治疗方式之一。然而,考虑到复杂的肿瘤结构和独特的肿瘤微环境（TME）,将化疗与使用不同药物和/或机制的治疗方法结合使用被研究者们提出,因为其可以协同提高肿瘤治疗效果,同时减少癌症化疗的副作用。所以,基于联合化疗的理念和纳米药物联合递送系统的提出,可以考虑将PDT与化学疗法联合使用以优化癌症的治疗。恶性肿瘤包括癌细胞和基质细胞,基质细胞例如内皮细胞,成纤维细胞和许多免疫细胞,以及它们产生的细胞外基质（ECM）。这些复杂的结构所形成的集合体,被称为肿瘤微环境。所以,由于微环境恶化,血管异常和癌细胞增殖失控就会引起实体瘤部位的氧气供应不足。据报道,当氧气压力低于40 mm Hg时,用于癌症治疗的PDT效率会显着降低。因此,PDT针对于癌症的治疗效率仍然有限,并且迫切需要一种新的PDT策略。实验目的我们设计了一种二元混合纳米颗粒共递药系统,将其命名为TPD&PZM。该系统由两种纳米颗粒物理混合形成,并且其中一种纳米颗粒的表面涂覆了Mn O₂,这种材料能触发肿瘤微环境中的H₂O₂分解产生O₂,用来缓解肿瘤缺氧,期望达到改善PDT的治疗效率。并将该系统作用于乳腺癌细胞MCF-7,检测其体外抗癌效果。在本研究中,我们对该纳米系统进行了理化表征,细胞摄取,体外ROS检测以及体外细胞毒性实验,期望其能够缓解肿瘤缺氧,达到协同抗癌的治疗效果。实验方法1.物理化学表征:我们采用乳化溶剂挥发法制备了TP NPs和TPD NPs,采用薄膜分散法制备了PP NPs和PZ NPs,以及用MES氧化还原法涂覆Mn O₂。我们检测了TP NPs、TPD NPs、PP NPs、PZ NPs、PZM NPs的粒径和电位;然后我们用透射电子显微镜观察了几种纳米颗粒及纳米胶束的表面形态及分散情况;使用紫外分光光度计测量了药物在纳米颗粒和胶束中的包封率和载药率,以及进行了基于p H敏感的体外释放实验;通过傅立叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）检测了纳米颗粒以及胶束的结构,来判断药物是否成功包载进纳米颗粒中;并使用X射线光电子能谱仪（XPS）分析了Mn O₂是否成功涂覆在PZ NPs表面。2.细胞摄取实验:我们制备了TPD NPs,利用荧光标记技术,使用激光共聚焦显微镜观察了游离的DOX和TPD NPs在MCF-7细胞中的摄取情况。3.体外ROS的产生:我们制备了PZ NPs和PZM NPs,将游离的Zn Pc、PZ NPs和PZM NPs置于有或无近红外光照射（NIR）的条件下,使用H₂DCFH-DA检测试剂盒分别进行检测,通过荧光显微镜观察绿色荧光的出现来判断ROS的产生情况。4.体外细胞毒性实验:我们首先评估了纳米材料的安全性,然后,检测了DOX、Zn Pc、TPD NPs、PZ NPs、PZM NPs、TPD NPs+PZ NPs以及TPD&PZM对MCF-7细胞的细胞毒性,然后分别计算了半抑制浓度(IC₅₀)和协同指数(CI₅₀),评估了该共递药系统的抗癌效率以及改善PDT效果的情况。结果1.透射电子显微镜检测结果显示,几种纳米颗粒都呈现均匀球形结构,粒径适合且具有良好的分散性。傅立叶红外光谱和X射线衍射的结果显示,几种纳米颗粒都能成功合成且两种药物均已成功包载进纳米颗粒中。而且纳米颗粒和胶束都有较好的包封率和载药率。X射线光电子能谱仪分析结果显示,PZM NPs表面Mn离子呈+Ⅳ价,说明Mn O₂成功合成。体外药物释放实验结果显示,纳米颗粒都能响应其p H值,实现药物的控释。2.细胞摄取实验结果显示,游离的DOX与纳米粒相比较,游离的DOX被细胞摄取的情况较差,无法实现良好的肿瘤内积累。而PZM NP能够将药物递送至肿瘤细胞内部,实验药物的有效积累最终实现良好的抗癌效果。3.体外ROS检测结果显示,在无红外光照射时,游离药物及纳米颗粒并未检测到ROS的产生,说明在暗处光敏剂无法发挥抗肿瘤效果。但是当加入近红外光照射时,游离药物和纳米颗粒均产生了ROS,并且涂覆了Mn O₂的纳米颗粒产生的ROS最多。4.体外细胞毒性实验结果表明,两种纳米材料对MCF-7细胞具有较低的细胞毒性,证明了材料具有一定的安全性。载药纳米颗粒对MCF-7细胞毒性结果则表明,联合递送抗癌药物DOX及光敏剂Zn Pc,细胞存活率最低,说明联合抗癌的治疗效果更加显著。同时可以减少化疗药物的使用剂量,从而降低毒副作用。结论化学疗法与PDT的结合用来提高癌症治疗效率的策略已引起广泛关注。为了降低小分子化疗药物的毒副作用并克服肿瘤部位的缺氧以提高PDT治疗的效果,在本研究中我们合成了两种纳米颗粒,形成了二元混合纳米颗粒共递药系统,用于乳腺癌的治疗。我们选择了聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）,α-生育酚聚乙二醇1000琥珀酸酯（TPGS）,甲氧基聚乙二醇-嵌段聚β-氨基酯（m PEG-PAE）和二氧化锰（Mn O₂）作为纳米材料,分别包载阿霉素（DOX）和光敏剂酞菁锌（Zn Pc）我们表征了它们的理化性质,并研究了其对MCF-7细胞的体外抗癌效果,结果显示该纳米共递药系统具有很高的稳定性,并且Mn O₂这种材料可以促进H₂O₂的分解产生O₂。这使得肿瘤缺氧得到缓解以改善PDT的效果,更重要的是,这种改善的PDT效果与DOX的化疗作用相结合,不仅降低了DOX的毒副作用,而且还起到了联合抗癌作用。这与单一的治疗方式相比,通过自产氧缓解肿瘤缺氧并联合化疗与光动力疗法的治疗效果更为令人满意。