基于氧化石墨烯的納米雜化材料在腫瘤多模成像和治療中的應(yīng)用.pdf

1、石墨烯（Graphene）是一種由碳原子構(gòu)成的新型材料，是由碳原子以 sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格平面結(jié)構(gòu)、只有一個碳原子厚度的二維材料。氧化石墨烯(Graphene Oxide)是石墨烯的一種重要的衍生物，也被稱為功能化的石墨烯。它的結(jié)構(gòu)與石墨烯大體相同，只是在二維基面上連有一些官能團(tuán)。氧化石墨烯具有很大的比表面積和豐富的表面缺陷，無機(jī)納米顆粒可以通過原位生長或后修飾負(fù)載到氧化石墨烯表面。通過良好的表面功能化修飾可提高GO在生物

2、體內(nèi)的穩(wěn)定性以及可控性，從而可以獲得良好生物相容性的基于氧化石墨烯的納米雜化材料。氧化石墨烯納米雜化材料不僅可用于腫瘤的光熱治療和作為載體進(jìn)行藥物和基因輸送，還可被用作造影劑應(yīng)用在生物多模式成像中，包括CT成像、磁共振成像（MRI）以及光聲成像（PAI）等。目前，己經(jīng)有大量文章報道了關(guān)于GO及其衍生物在生物醫(yī)學(xué)方面的廣泛應(yīng)用。本論文主要研究在氧化石墨烯表面負(fù)載MnWO4或Bi2Se3納米粒子，并通過一鍋法在納米材料表面修飾改善生物相容性

3、的聚乙二醇（PEG）或聚乙烯吡咯烷酮（PVP）進(jìn)行改性。通過π-π相互作用和靜電相互作用得到負(fù)載鹽酸阿霉素（DOX）的氧化石墨烯基納米雜化材料，可以被應(yīng)用在光熱治療或光熱/藥物協(xié)同治療。
　　第一章綜述了氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備方法、表面功能化修飾以及其在生物成像和腫瘤治療上的應(yīng)用。
　　第二章研究了GO/MnWO4/PEG納米雜化材料的制備、表征以及其在細(xì)胞、活體中的生物成像和治療方面的應(yīng)用。通過高溫加熱一步合成的GO

4、/MnWO4/PEG納米雜化材料，具有良好的形貌、較小的尺寸和良好的分散性。溶液水平表征結(jié)果表明，材料在近紅外有較強(qiáng)吸收，在激光照射下有良好的升溫效果。GO/MnWO4/PEG納米雜化材料表面負(fù)載抗癌藥物DOX后，在酸性環(huán)境中藥物釋放較多，并且在光熱條件下，其藥物釋放的能力會得到一定增強(qiáng)。同時， GO/MnWO4/PEG納米雜化材料在溶液水平表現(xiàn)出良好的MRI/CT/PA造影性能，并且在相應(yīng)的活體成像上也取得了良好的造影效果。GO/Mn

5、WO4/PEG納米雜化材料在體外實驗中表現(xiàn)出了良好的生物相容性，并且對4T1細(xì)胞有較好的光熱/藥物殺死效果。基于材料良好的生物相容性和體外治療效果，將GO/MnWO4/PEG納米雜化材料應(yīng)用在活體荷瘤小鼠的腫瘤治療上，在治療期間，腫瘤基本被抑制，取得了良好的光熱/藥物協(xié)同治療效果。因此，GO/MnWO4/PEG納米雜化材料可以應(yīng)用于生物體內(nèi)的多模成像和光熱/藥物協(xié)同治療。
　　第三章研究了GO/Bi2Se3/PVP納米雜化材料在生

6、物體內(nèi)的CT/PA成像和腫瘤的光熱治療。通過尾靜脈向荷瘤小鼠體內(nèi)注射該材料，然后對小鼠進(jìn)行CT成像掃描，可在小鼠腫瘤部位觀察到一定的成像效果。GO/Bi2Se3/PVP納米材料在溶液水平的光聲成像效果良好，可以觀察到隨著材料溶液濃度增大，材料成像對比度增強(qiáng)，后將其應(yīng)用于活體荷瘤小鼠的光聲成像并取得了良好的成像效果，說明該材料可作為CT/PA雙模式成像造影劑。同時，研究了GO/Bi2Se3/PVP納米雜化材料對荷瘤小鼠腫瘤的光熱消融效果，