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经导管动脉栓塞术(transcatheter arterial embolization,TAE),即介入治疗,是目前临床治疗富血管性及无法手术切除肿瘤的主流技术,TAE通过微导管注入栓塞剂有效地阻断肿瘤供血动脉,从而切断肿瘤营养和供氧,达到抑制肿瘤生长的目的。栓塞剂对介入栓塞治疗效果至关重要,开发新型高性能栓塞剂对肿瘤介入治疗意义非凡,尤其是一些具有环境响应型能的智能型高分子栓塞剂是近年来栓塞剂研究的重点。本文首先对各种栓塞材料特别是环境响应智能型栓塞材料的发展进行了系统综述。在此基础上,针对传统介入栓塞存在的操作过程相对复杂严苛、适应范围相对较小、存在多种风险和并发症等诸多问题,受肿瘤微环境响应药物递送系统研究的启发,提出设计合成一类具有肿瘤微环境响应性的聚氨基酸基高分子栓塞材料,通过静脉注射的方式使其随血液循环到达肿瘤组织后在特殊微环境下发生响应而凝胶化,从而获得一种可作为无导管动脉栓塞术的新型高分子栓塞剂,解决传统TAE存在的诸多问题。同时为了增强栓塞治疗的效果,通过对聚氨基酸基高分子侧基进行功能性修饰,实现栓塞治疗与NO气体治疗、化疗以及荧光造影结合的组合诊疗。为了提高栓塞材料的水溶性和响应性,降低肝吞噬效应,实现高效的肿瘤无导管栓塞治疗,本论文首先以哌嗪为引发剂,引发L-苏氨酸、L-谷氨酸和L-半胱氨酸等氨基酸N-羰基环内酸酐(NCA)开环聚合,制备了pH响应值接近肿瘤微环境pH值(6.5)的聚氨基酸(PGCTGC-6.5),通过氧化巯基乙酸(TGA)形成双硫键对其巯基侧基进行修饰(PGCTGC-SS-TGA)以增强聚合物的水溶性。对所得聚合物结构、环境响应性能、酶促降解性能以及生物相容性进行了测试,结果表明该聚合物的结构与性能符合预期,具有良好的生物降解性和相容性。利用多模式小动物活体成像仪、SPECT-CT、数字减影血管造影(DSA)以及磁共振成像(MRI)等技术通过H22荷瘤小鼠模型和VX2荷瘤兔模型系统地研究了静脉注射所得聚合物后的肿瘤栓塞治疗性能,结果表明聚合物可以在肿瘤部位快速富集并实现肿瘤动脉血管栓塞,肝吞噬效应明显减弱。治疗21天后小鼠肿瘤和兔子肝脏肿瘤消失,60天生存率均在80%以上。一氧化氮(NO)具有多种生物活性,适量浓度的NO可以抑制肿瘤的生长,为进一步提高栓塞治疗效果,实现无导管栓塞和一氧化氮(NO)联合治疗,本论文又以三乙胺为引发剂,引发L-谷氨酸、L-酪氨酸、L-苏氨酸和L-半胱氨酸等氨基酸N-羰基环内酸酐(NCA)开环聚合,制备了pH响应值接近肿瘤微环境pH值(6.4)的聚氨基酸(PGTTC-6.4),通过对其巯基侧基进行功能化修饰制备出可释放NO的S-亚硝基硫醇(PGTTC-SNO)。对所得聚合物结构、环境响应性能、体外NO释放性能、酶促降解性能以及生物相容性进行了测试,结果表明该聚合物各项性能符合预期,在肿瘤微环境响应中所释放的NO能够达到抑制肿瘤生长的浓度条件。以H22荷瘤小鼠作为模型,通过多模式小动物活体成像仪等系统地研究了该聚合物在肿瘤部位的富集能力,并通过对比肿瘤的纯栓塞治疗效果和肿瘤栓塞气疗组合治疗效果,实验结果证明该聚合物可以在肿瘤部位快速富集并发生栓塞,相比于单纯的栓塞治疗,栓塞组合气疗治疗20天后小鼠肿瘤完全消失,治疗效果明显提升。紫杉醇是临床上常用的化疗药物,为实现更高效的组合治疗,本论文将改性后的紫杉醇(HS-PTX)通过构建双硫键的方式键接到PGTTC-6.4的巯基侧基上,制备出化疗栓塞材料(PGTTC-SS-PTX)。其结构及各性能测试表征结果显示该化疗栓塞剂符合生物医用栓塞材料的标准,并且该化疗栓塞材料能在肿瘤微环境条件下释放紫杉醇,能够实现对肿瘤的化疗栓塞。通过验证化疗栓塞材料在荷瘤小鼠肿瘤部位的富集情况以及对肿瘤的治疗效果。结果证明该化疗栓塞材料能够在肿瘤部位快速富集并形成肿瘤栓塞,通过观察对H22荷瘤小鼠模型的治疗效果,化疗栓塞治疗治疗效果优于纯栓塞治疗效果。肿瘤诊疗一体化是将肿瘤的诊断方法与治疗方式相结合,既能对肿瘤进行诊断,也可以实时监测肿瘤的治疗过程。具有聚集诱导发光的特性的AIE荧光分子发光原理与环境响应型聚氨基酸发生凝胶化相变的特征相似,通过化学键将AIE荧光分子接枝到环境响应型栓塞材料上对肿瘤进行荧光成像诊断和栓塞治疗。聚合物的各项性能均符合生物医用栓塞材料,荧光性能测试证明该栓塞材料具有聚集诱导发光性能。H22荷瘤小鼠尾静脉注射PGCLTGCLDCDPP-2TPA溶液后,荧光成像结果证明该栓塞材料在肿瘤微环境条件下能够发生相变而聚集发光,可以对肿瘤进行诊断并实时监测肿瘤。荷瘤小鼠皮下肿瘤栓塞实验证明该栓塞材料能够实现肿瘤诊疗一体化。