非对称双组分介孔氧化铈纳米复合材料用于增强的肿瘤串联治疗

The asymmetric structure consists of a variety of components, each of which can function independently and synergistically, and is a true "multi-functional platform." Cancer therapy is a hot topic in medical research today. Photodynamic-chemotherapy synergy therapy is one of the most popular cancer treatment methods in recent years. The photodynamic process is often subject to two factors: 1) tumor hypoxia; 2) Reducing substances with higher intracellular concentrations consume the reactive oxygen species produced by photodynamic processes. For chemotherapy, the resistance of tumor cells and the uncontrolled release of drugs can greatly reduce the effects of chemotherapy and increase the side effects of drugs. In addition, simultaneous loading of multiple molecules in a single channel of a conventional nanoparticle results in a decrease in the loading amount, affecting the controlled release of the molecule, and even causing interference between the molecules. Therefore, it is required that nanomaterials can not only regulate the cell microenvironment during the treatment process, but also achieve separate loading and independent release of various drugs. Based on the above problems, this project intends to develop a method for constructing asymmetric two-component mesoporous cerium oxide & silica nanoparticles. This asymmetric multi-functional nanoparticle can be used for the separate loading and independent release of drugs, and achieve precise photodynamic-chemotherapy tandem therapy by regulating the cell microenvironment.

非对称结构由多种组分构成，每个组分既可以独立发挥其功能，又可以相互协同，是一种真正的“多功能平台”。癌症治疗是当今医学界研究的热点，光动力-化疗协同治疗是近年来备受关注的癌症治疗的方法之一。光动力过程往往受制于两个因素：1）肿瘤部位缺氧；2）细胞内浓度较高的还原性物质会消耗光动力过程产生的活性氧物种。化学疗法中，肿瘤细胞的耐药性以及药物的不可控释放会大大降低化疗的效果并增加药物副作用。此外，在传统纳米粒子的单一孔道中同时负载多种分子，会导致负载量下降，影响分子的控制释放，甚至会引起分子之间相互干扰。因此，需要纳米材料在治疗过程中既能调节细胞微环境，又能实现多种药物的单独负载和独立释放。基于以上问题，本项目拟发展一种构筑非对称结构双组分介孔氧化铈&氧化硅纳米粒子的方法。利用非对称结构的多功能纳米粒子，完成药物的单独负载和分别释放，并通过调节细胞微环境，实现精准的光动力-化疗串联治疗

非对称结构由多种组分构成，每个组分既可以独立发挥其功能，又可以相互协同，是一种真正的“多功能平台”。针对多模块在传统载体系统中面临的问题，该项目设计了一种多功能诊疗型介孔非对称纳米复合材料。通过非对称结构的设计合成，实现多种药物的共负载或者多种治疗模式的高效复合，提高治疗效果。该项目设计了一种界面选择性组装策略，用于介孔非对称纳米材料的合成。利用非对称结构的多功能纳米粒子，调节细胞微环境，并完成药物的单独负载和分别释放，实现高效精准药物递送。而且，该策略具有良好的通用性，可用于多种非对称介孔金属化合物复合材料的合成，包括碱土金属化合物、过渡金属化合物、稀土金属化合物等。金属化合物亚单元的组成可从单一到多种金属元素，甚至高熵配合物。该项目提出的策略，为具有合理设计功能和结构的介孔非对称材料的构建和应用提供了非常广阔的平台。同时，通过该项目实施，针对不同应用需求，发展了介孔金属化合物纳米粒子、介孔共价有机框架纳米粒子，为药物负载和多模式复合治疗提供了丰富的工具箱。另外，我们发现所开发的新型非对称复合纳米药物载体在血液循环、细胞富集、生物膜粘附与穿透等方面展现出独特的生物学行为，为将来新型药物的开发提供研究基础和借鉴意义。该项目在非对称结构介孔复合材料的可控合成、多模式复合治疗和成像指导下的治疗方面取得了一系列研究成果，发表学术论文包括Chem 1篇、Nat. Commun. 1篇、Adv. Sci. 1篇、Nano Res. 1篇。项目负责人在项目执行期间获复旦大学超级博士后、复旦大学优秀博士后。