具有光热效应的顺铂

1、具有光热效应的顺铂-PHA复合材料的抗肿瘤基础研究背景目前, 我国骨肿瘤的治疗已经从过去单纯的外科手术过渡到综合治疗时 期。然而,外科手术通常很难完全彻底清除肿瘤细胞 , 并且会造成不同程度的骨质 缺损。为了杀灭残余的肿瘤细胞 , 传统的化疗药物得以广泛运用 , 如阿霉素、异环磷 酰胺、铂类等。但这些化疗药物缺乏对肿瘤的特异性 , 到达肿瘤部位的药物剂量 少, 并会产生严重的毒副作用 , 给患者带来很多痛苦。近年来, 随着近红外激光技术的发展 , 在近红外激光水平上开展肿瘤局部热 疗引起了人们的兴趣。 它操作简单 , 并发症少 , 不仅可以有效地杀灭局部的肿瘤细 胞, 还可以增强肿瘤组织对化疗

2、的敏感性。因此, 热疗作为一种肿瘤辅助治疗技术具有良好的应用前景。目前已经发展 了一些能够响应近红外光的材料体系 , 如金纳米棒、碳纳米棒 , 但是它们存在不易 获取、吸收近红外光能力差等缺陷。经过长期的探索发现,在人体许多器官中都存在一种物质一一聚多巴胺 ,它 是真黑素的主要成分 , 能够响应近红外光 , 并具有较高的光热转换效率。同时 , 它 的结构中含有丰富的活性官能团 , 可以负载抗肿瘤药物顺铂 , 使顺铂在肿瘤组织 局部释放,实现光热-化疗联合治疗肿瘤 ,以达到更好的肿瘤治疗效果。此外, 肿瘤切除后的骨质缺损临床上常采用自体骨、同种异体骨及异种骨来 填充。但它们在临床应用过程中都存在

3、一些缺陷 ,如自体骨的取量有限 ,并且会增 加手术创伤 , 造成取骨部位的后遗症 ; 同种异体骨和异种骨又存在排异反应 , 以及 可能携带致命的病毒等。因此, 本研究拟采用具有光热效应的聚多巴胺负载抗肿瘤药物顺铂 , 同时对 纳米羟基磷灰石进行修饰 , 得到一种复合材料来实现肿瘤治疗和骨缺损的修复 内容本研究以纳米羟基磷灰石 (nano-hydroxyapatite,n-HA) 、聚多巴胺 (polydopamine,PDA) 、顺铂 (cisplatin,DDP) 、氧化海藻酸钠 (oxidized sodium alginate,OSA) 、壳聚糖 (chitosan,CS) 为主要成分

4、, 在室温条件下制备一种具有 近红外光响应的新型复合材料：首先,多巴胺(dopamine,DA)在弱碱性条件下发生 自聚合形成PDA然后PDA负载化疗药物DDP同时功能化修饰n-HA,从而最终形 成PHA-DD复合物。随后,再将其引入到OSA和CS之间的席夫碱反应体系中，并研究复合材料在 近红外光照射下的升温效果、药物释放特性以及降解性能等。其次 , 将肿瘤细胞 (4T1 cells)培养在复合材料的表面，来研究其细胞毒性；并通过建立小鼠肿瘤模 型, 来考察材料的肿瘤治疗效果。然后,再将它与骨髓间充质干细胞 (bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)共

5、培养，研究BMSC的增殖、分化行为；并通过建立兔股骨外侧髁缺 损模型, 来考察材料的成骨能力。方法 1、利用席夫碱反应制备复合材料 , 并对材 料进行优化。复合材料分为三组：OSA-CS-Borax、OSA-CS-PHAOSA-CS-PHA-DDP2、流变 学原理测定复合材料的形成时间。3、SEM0描观察复合材料的微观形貌结构。4、体外模拟体液环境(PBS)中, 检测材料的光热效果(照射波长808nm)、药物释放(紫外分光光度计测定OD值) 及降解情况。5、体外培养4T1细胞(1 X 104/孔),通过免疫荧光法、酶标仪法检测细胞在复合材料表面的毒性。实验分组：对照组(OSA-CS-Borax

6、、OSA-CS-PHA)实验组(OSA-CS-PHA-DDPOSA-CS-PHA-DDP+NIR)6体外培养BMSC细胞(1 X1O5/孔),通过免疫荧光法、酶标仪法、BCAg 白测定法评估细胞在复合材料表面的增殖和分化活性。实验分组 : 对照组 (OSA-CS-Borax)、实验组(OSA-CS-PHA OSA-CS-PHA-DDP)7、通过细胞悬液注射法(1 X 106/只)建立BALB/c小鼠右翼异位移植肿瘤模 型,监测肿瘤生长情况,治疗后对肿瘤组织和内脏器官进行 H&E染色观察。将50 只BALB/c小鼠随机分组：空白组、对照组(OSA-CS-Borax、OSA-CS-PHA)

7、实验组 (OSA-CS-PHA-DD、POSA-CS-PHA-DDP+NIR)每组10只小鼠。8建立兔股骨外侧髁缺损模型,治疗后通过64排螺旋CT 扫描及H&E切片染色观察缺损情况。将40只大白兔随机分组：空白组、对照组(OSA-CS-Borax)、实验组 (OSA-CS-PHA OSA-CS-PHA-DDP)每组 10 只大白兔。结果基于以上研究内容进行实验 ,我们获得了以下研究结果 ：1、流变学测试、 扫描电镜观察、降解速率测试的研究结果表明，DDP的引入不仅加快了复合材料 的反应速度,使材料结合更加紧密 ,还降低了其降解速率 ,使其更有利于临床应用。 2、近红外光照射下的升温效果

8、表明,PDA的引入赋予了复合材料优良的光热效果 它能够吸收近红外光、快速升温 , 从而实现局部热疗。3、化疗药物DDP的体外释放实验结果表明,PDA的引入能明显缓释DDP不仅 可以避免其突释的毒性 ,还能持续杀灭肿瘤。另外,近红外光照射还可以促进药物 释放。4、 通过MTT实验、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)检测以及激光 共聚焦扫描实验,我们了解到PDA勺光热效应能与DDP协同促进4T1细胞的凋亡, 实现杀灭肿瘤的目的。同时，PDA的引入还能促进BMSC的粘附、增殖以及分化， 并且其固载DDP并未明显影响BMSC的增殖。5、动物体内实验结果表明 , 近红外光和顺铂对肿瘤局部治疗有协同效应。 此 外,n-HA赋予了复合材料良好的骨修复性能,引入DDP后也并未明显影响材料的 成骨效果。结论1、OSA-CS-PHA-DD复合材料具有优异的可注射性能。通过优化各物质 的浓度 , 其反应速度适中 , 能够用于临床操作。所制得的复合材料能在近红外光照射下快速升温 , 还能缓释化疗药物 D