【摘 要】
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光热治疗是利用外部光源照射光热材料,将光能转化为热能,来抑制细菌生长或是杀死肿瘤细胞的一种治疗方法。近些年,多种金属氧化物和金属硫化物已经被成功地用于光热治疗,它们具有高光热转化效率、优异的光热稳定性、价格低廉以及易合成的优点。SnS2是一种典型的金属硫族半导体,具有六方Cd I2型晶体结构,带隙约为2.2 e V。由于SnS2具有优异的可见光吸收能力,它可以作为可见光驱动的光催化剂,然而,SnS
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光热治疗是利用外部光源照射光热材料,将光能转化为热能,来抑制细菌生长或是杀死肿瘤细胞的一种治疗方法。近些年,多种金属氧化物和金属硫化物已经被成功地用于光热治疗,它们具有高光热转化效率、优异的光热稳定性、价格低廉以及易合成的优点。SnS2是一种典型的金属硫族半导体,具有六方Cd I2型晶体结构,带隙约为2.2 e V。由于SnS2具有优异的可见光吸收能力,它可以作为可见光驱动的光催化剂,然而,SnS2在近红外区光吸收比较微弱,导致其在近红外光响应半导体光热治疗中鲜有应用。本论文中,我们在SnS2表面负载了Ag纳米粒子,形成异质结纳米结构,提高了SnS2在近红外区的吸收,使得近红外窗口的局域表面等离子体效应最大化,实现了近红外区的光热转化,由于良好的光热转化效率,Ag@SnS2被应用于光热抗菌,再进一步与抗癌药物共同负载在水凝胶中,用于化学-光热协同的肿瘤治疗。本论文的研究内容分为以下两部分:第一部分中,我们在SnS2纳米花上负载了Ag纳米粒子,合成了Ag@SnS2纳米复合物,通过一系列的表征手段确定了它的结构和形貌。光热转换实验发现,在1.9 W cm-2的808 nm近红外光照射5 min后,Ag@SnS2的温度升高了50℃,光热转换效率为31.3%。Ag在SnS2表面的修饰提高了SnS2对近红外光的吸收,实现了近红外区的光热转换。当浓度大于0.5mg m L-1时,在5 min的近红外光照射下,Ag@SnS2对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌几乎达到100%的生长抑制。同时,处理后的细菌细胞SEM图像显示Ag@SnS2附着在细胞表面,细胞膜被明显破坏。小鼠体内实验发现,Ag@SnS2可以通过光热诱导杀菌,来加速皮肤的伤口愈合。因此,Ag@SnS2在光热抗菌应用和伤口消毒方面具有巨大的潜力。第二部分中,由于Ag@SnS2(SA)具有良好的光热转换能力,我们将SA和阿霉素(doxorubicin,DOX)同时负载于琼脂糖凝胶中,构建了SA/DOX@hydrogel的可注射水凝胶用于化学-光热协同治疗癌症。光热转换实验发现,负载了SA的水凝胶,光热转换效率为30.0%,并具有良好的光热稳定性。同时,光照转化的热量使凝胶的温度升高,凝胶变软,抗肿瘤药物DOX释放出来,实现抗肿瘤药物的可控释放。体外MTT细胞实验发现,SA/DOX@hydrogel(0.5 mg m L-1)在近红外光(1.2 w cm-2,10 min)照射下,癌细胞的存活率可以降到7%以下。小鼠体内实验证实,将SA/DOX@hydrogel水凝胶注射到肿瘤病灶区并且进行近红外光的照射,两周内能够有效的抑制肿瘤的生长甚至使其完全消失。这些都说明SA/DOX@hydrogel具有化学-光热协同抗肿瘤效果和良好的生物相容性。
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