碳納米管用于腦膠質(zhì)瘤靶向遞藥和腫瘤熱療的研究.pdf

1、碳納米管(carbon nanotubes，CNTs)是一種由單層或多層石墨烯結(jié)構(gòu)按照一定方向卷繞而成的無(wú)縫管狀納米材料，其生物相容性和毒性較低，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)前處理和表面修飾的CNTs被廣泛用于藥物載體的研究，尤其是用作抗腫瘤藥物的靶向遞送載體。CNTS在近紅外(near infrared，NIR)光譜范圍有很強(qiáng)的吸收，并能將這些能量高效地轉(zhuǎn)化為熱量，而NIR范圍光線對(duì)生物體有非常好的穿透性，CNTs的這一性質(zhì)使

2、其能夠用于腫瘤熱療。基于CNTs能進(jìn)入腦組織并能夠在腫瘤富集的特性，本文第一部分采用多壁碳納米管(multi-walled carbon nanotubes，MwNTS)作為抗腫瘤藥物載體，并在其表面進(jìn)一步修飾具有腦和膠質(zhì)瘤雙靶向功能的Angiopep多肽，用于腦膠質(zhì)瘤的治療。第二部分制備了一種新型的磁性MWNTs，將其用于腫瘤熱療研究。
　　 本文第一部分制備了PEG化的氧化多壁碳納米管(O-MWNTs-PEG)，并在其。PE

3、G末端修飾了Angiopep多肽(O-MWNTs-PEG-ANG)，其平均水化粒徑約為150 nm，Zeta，電位在-20 mV以下。以FITC為熒光探針，構(gòu)建了FITC-O-MWNTs-PEG-ANG，用于體外靶向性評(píng)價(jià)，以近紅外熒光分子DiR標(biāo)記O-MwNTs-PEG-ANG，用于體內(nèi)靶向性評(píng)價(jià)和組織分布研究。以DOX為抗腫瘤藥物模型，構(gòu)建了DOX-O-MWNTs-PEG-ANG，體外釋放結(jié)果表明DOX釋藥行為具有pH敏感性，在生理

4、中性條件下具有緩釋效果，在弱酸性環(huán)境下釋放速度加快，有利于抗腫瘤治療。體內(nèi)外靶向性實(shí)驗(yàn)和組織分布研究結(jié)果表明：所構(gòu)建的兩種碳納米管組合物具有腦和膠質(zhì)瘤靶向性，O-MWNTs-PEG-ANG比O-MWNTs-PEG的靶向性更強(qiáng)，而且不會(huì)在腦組織中長(zhǎng)期蓄積。以C6細(xì)胞和C6原位瘤小鼠為腦膠質(zhì)瘤模型，對(duì)DOX-O-MWNTs-PEG-ANG的抗腫瘤效果進(jìn)行研究，結(jié)果顯示：DOX-O-MWNTs-PEG-ANG組與DOX溶液組相比，能夠明顯增強(qiáng)

5、腫瘤抑制效果，顯著延長(zhǎng)荷瘤鼠的中位生存期。體內(nèi)外安全性評(píng)價(jià)結(jié)果顯示：O-MWNTs-PEG和O-MWNTs.PEG-ANG在濃度高達(dá)100μg/mL時(shí)對(duì)細(xì)胞存活率幾乎沒(méi)有影響；小鼠多次注射O-MWNTs-PEG-ANG后主要組織中CD68陽(yáng)性表達(dá)量與對(duì)照組無(wú)顯著性差異；小鼠多次注射DOX-O-MWNTs-PEG-ANG時(shí)能夠降低DOX對(duì)心臟的毒性且未引起其它組織的毒性。綜上所述，O-MWNTs-PEG-ANG具有良好的腦膠質(zhì)瘤靶向性；與

6、DOX溶液相比，DOX-O-MWNTs-PEG-ANG能夠顯著延長(zhǎng)荷瘤鼠的中位生存期，而且體內(nèi)安全性較好，不會(huì)在腦組織中長(zhǎng)期蓄積。
　　 第二部分制備了Fe3O4納米粒修飾的多壁碳納米管(MWNTs-Fe3O4)，其中Fe3O4納米粒附著在MWNTs管壁，MWNTs直徑約為60 nm、長(zhǎng)度約為200～800nm，F(xiàn)e3O4納米粒直徑約為40 nm。該納米組合物具有超順磁性，飽和磁化強(qiáng)度為41.7 emu/g。通過(guò)非共價(jià)鍵在MWN

7、Ts-Fe3O4表面修飾PEG，得到生物相容性更好的納米組合物PL-MWNTs-Fe3O4，其具有CNTs特有的NIR光熱效應(yīng)，可以吸收808 nm激光并將其轉(zhuǎn)化為熱量，使環(huán)境溫度短時(shí)間內(nèi)迅速升高。進(jìn)一步從細(xì)胞水平和體內(nèi)動(dòng)物水平對(duì)PL-MWNTs-Fe3O4用于腫瘤熱療的可行性進(jìn)行研究。細(xì)胞水平的研究主要包括：①PL-MWNTs-Fe3O4納米組合物的細(xì)胞毒性；②PL-MWNTs-Fe3O4結(jié)合808 nm激光對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷能力；③u

8、87細(xì)胞對(duì)PL-MWNTs-Fe3O4的攝取。體內(nèi)動(dòng)物水平的研究包括：①以U87荷瘤小鼠為模型動(dòng)物，對(duì)瘤內(nèi)注射PL-MWNTs-Fe3O4結(jié)合808 nm激光的熱療方案進(jìn)行了抗腫瘤藥效評(píng)價(jià)；②對(duì)熱療后存活動(dòng)物的主要組織進(jìn)行普魯士藍(lán)染色和病理切片觀察，評(píng)價(jià)了PL-MWNTs-Fe3O4用于腫瘤熱療的安全性。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：PL-MWNTs-Fe3O4的生物相容性良好，能夠被腫瘤細(xì)胞內(nèi)吞；結(jié)合808 nm激光用于腫瘤熱療可以明顯抑制腫瘤