基于近红外响应和芬顿反应的药物递送系统用于肿瘤联合治疗的研究

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迄今为止,化疗仍然是最常用的治疗方法,因为它对原发(转移)肿瘤有很高的治疗效果。虽然使用小分子抗肿瘤药物的治疗效果较好,但这种方法的实际应用存在一定的局限性,例如肿瘤选择性差和产生耐药性等。纳米药物递送系统的建立可以实现药物的精准、有效地药物递送,呈现出副作用小、生物相容性高和生物利用度好等优点。其次,单一化疗限制了耐药性肿瘤的治疗效果,设计具有两种或两种以上治疗方式的多功能纳米材料用于药物的共组装和共传递,以实现多种模式结合的诊疗效果。临床实践和探索性研究均表明,单一治疗方案不能完全根除肿瘤,而且在预防肿瘤转移方面也是无力的。因此,设计并合成新的具有多模式治疗的纳米载药递送材料是很有价值的,在本文中主要以二氧化锰(Mn O2)材料为Fenton反应剂,把抗肿瘤药物封装到纳米材料中来实现多模式治疗肿瘤治疗的预期。我们设计并合成了一种的新型卵黄壳结构的纳米粒子(HMCMD-PEG),用于光热疗法(PTT)、化学药物疗法以及化学动力学疗法(CDT)的联用肿瘤治疗。简要而言,在介孔硫化铜(HMCu S)的空腔原位形成Mn O2核,通过介孔装载阿霉素(DOX)并转运至肿瘤部位,在NIR的诱导下,HMCMD-PEG水溶液的温度可从1.83°C提高到51.34°C,具有很好的光热转换效率以实现PTT。Mn O2与癌细胞内过表达的谷胱甘肽(GSH)反应生成的Mn2+,催化肿瘤细胞内的内源性过氧化氢(H2O2),产生高毒性的活性氧(ROS),通过这种类Fenton反应实现CDT,在NIR下,CDT效果显著增强。细胞实验表明,细胞摄取HMCMD-PEG纳米材料后,在近红外光照射下,对乳腺癌细胞(MCF-7)的生长抑制率高达92.18%,细胞凋亡率达71.24%。另外我们还构建了基于GSH的消耗,级联增强CDT和光热转化的双重级联催化纳米平台(PBMO-GH),来实现PTT、CDT和饥饿治疗(ST)联合治疗的多模式治疗效果。通过Mn O2消耗癌细胞内GSH,解除高浓度GSH对ROS生成的抑制作用,增强了Mn2+介导的类Fenton反应。另一方面,普鲁士蓝分解H2O2生产氧气,提升了肿瘤细胞内中的氧气含量,葡萄糖被葡萄糖氧化酶(GOD)催化消耗,达到了ST的效果。在NIR(808 nm,1.0 W cm-2)下,温度可升至48.9oC,具有良好的PTT效果。细胞以及小鼠实验都表明了该纳米平台的设计具有很好的抗肿瘤疗效。
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