Fe3O4·TiO2复合纳米粒子在乳腺癌细胞中磁共振造影增强及辅助性治疗作用的研究

在申请人多年来在造影剂研究方面的工作积累基础上，本项目提出的研究思路是：集成四氧化三铁纳米组分的磁医学共振成像(MRI)的T2/T2*造影信号增强功能以及二氧化钛纳米组分的光动力学治疗功能，构建并制备出具有辅助性治疗作用的新型T2/T2*信号增强的MRI造影剂-Fe3O4 TiO2复合纳米粒子，达到集造影与辅助性治疗功能合二为一的目的；利用生物分子对该复合纳米粒子进行表面修饰，形成具有生物活性的纳米共价连接体；采用细胞内吞等方式将纳米共价连接体导入乳腺癌细胞体内；通过MRI等医学成像技术，研究纳米共价连接体在乳腺癌细胞体内的MRI的T2/T2*造影信号增强机制；探索在紫外光照射等方式激励下，纳米共价连接体对乳腺癌细胞进行光动力学治疗的机理。通过本项目的研究，有望对包括乳腺癌在内的各类恶性肿瘤的早期诊断与治疗方面进行一些有益的探索，为实现将来临床应用作铺垫。

本项目围绕Fe3O4-TiO2复合纳米粒子，首先利用改进的水热合成方法，合成出Fe3O4-TiO2复合纳米粒子；利用TEM、XRD、综合物性测试系统（PPMS）、MRI弛豫分析仪等对其形貌、结构和包括MRI增强性能在内的各项物性进行了表征；采用MTT方法，研究了Fe3O4-TiO2复合纳米粒子的细胞毒性；探索了Fe3O4-TiO2复合纳米粒子在紫外光激发下的辅助治疗功能。研究结果证明，对于Fe3O4-TiO2复合纳米粒子孵育的细胞，随着紫外光照时间的增加，细胞形态发生了明显变化，即出现了细胞的死亡或凋亡情况。. 此外，还以TiO2纳米粒子为化疗药物载体，通过非共价结合的方式，将抗癌药物阿霉素搭载到TiO2纳米粒子上构建TiO2-阿霉素给药体系，并研究了该体系对耐药性肿瘤细胞的作用。研究结果显示，相对于单独阿霉素处理组，TiO2-阿霉素不仅能够增强耐药性肿瘤细胞对阿霉素的摄入，而且能够显著提高阿霉素对耐药性肿瘤细胞的杀伤效果，TiO2-阿霉素对耐药细胞的杀伤效果是单独阿霉素处理组的2～2.4倍。 . 在本项目研究中，基于Fe3O4-TiO2复合纳米粒子，其中超顺磁性Fe3O4组分具有MRI功能，TiO2组分是一种无机光敏剂，具有紫外光激发下的辅助治疗功能，与传统的有机光敏剂相比，具有性能稳定、体内停留时间长、不易光漂白的优点。因此，合成出的Fe3O4-TiO2复合纳米粒子将具有稳定可靠的MRI造影和辅助治疗的双重功能，将在恶性肿瘤的诊断和治疗中具有潜在应用。希望借助于本项目及后续的研究，能够最终发展出一种具有最佳辅助治疗功能的Fe3O4-TiO2复合纳米粒子的多功能MRI造影剂。