用于多模式成像和治疗的可降解多糖/无机复合纳米颗粒的可控制备及性能研究

The design for composition, morphology and surface modification of organic/inorganic nanoparticles which integrate different functions in one structure may provide new ideas to construct multifunctional systems and show promising applications in theranostics. Herein, we try to fabricate multifunctional nanoparticles through the interaction of polysaccharides and inorganic nanoparticles. First, inorganic nanoparticles with different morphologies and unique optical and magnetic properties will be synthesized. Then polysaccharide/inorganic hetero-nanoparticles with different compositions, morphologies and surface properties could be fabricated by a nonsolvent-aided complexation method. Anticancer drug could be loaded in the matrix of the nanoparticles through the conjugation with polysaccharides while the outer surfaces functionalized with polycations will be employed to condense DNA. Combining the imaging and photothermal functions from the inorganic parts, organic/inorganic nanoparticles with superior performances of multimodal imaging and therapy will be achieved. Moreover, biodegradable and intelligent carriers will be realized by the introduction of polysaccharides with targeting function and acid cleavable bonds. This project will provide a new avenue and be of practical significance for the development of multifunctional organic/inorganic nanoparticles with high performances.

通过对纳米颗粒组分、形貌及表面修饰的设计可以构建多功能有机/无机复合纳米体系，实现多种不同功能的结合，为重大疾病的诊疗提供了新的思路。本项目以多糖改性为出发点，通过无机纳米颗粒与多糖的相互作用构建新型多功能可降解多糖/无机复合纳米颗粒。首先设计合成不同形貌及具备特殊的光学、磁学性质和功能的无机纳米结构，利用不良溶剂辅助的包覆法制备不同组成、形貌和表面性质的多糖/无机复合纳米颗粒；通过多糖功能化将药物装载于纳米颗粒内部，外表面修饰高性能阳离子聚合物用于络合DNA，结合无机纳米颗粒的成像及热疗等功能，构建用于多模式成像和治疗的多糖/无机复合纳米颗粒。此外，通过引入靶向性多糖及酸性条件下可断裂的化学键来构建具备靶向功能的智能响应性可降解复合纳米载体。本研究将对高性能、多功能的有机/无机复合纳米递送载体的研发提供新的途径并起到重要作用。

将具有良好生物相容性的多糖与无机纳米颗粒在诊疗中的优势结合起来，构建多糖/无机复合纳米体系，有利于开发新型安全、高效的生物医用材料。本项目从纳米颗粒的结构设计入手，以改性的多糖为出发点，制备具有特定组成、形貌与表面性质的新型多功能可降解多糖/无机复合纳米颗粒。设计合成了不同形貌及具备特殊的光学、磁学性质和功能的无机纳米结构，利用不良溶剂辅助的包覆法制备不同组成和形貌的多糖/无机复合纳米颗粒；通过多糖功能化在外表面修饰高性能阳离子聚合物用于络合DNA，结合无机纳米颗粒的成像及热疗等功能，构建了用于多模式成像和治疗的多糖/无机复合纳米颗粒。结果表明，具备特殊形貌的一维葡聚糖/氧化铁复合纳米颗粒、海藻酸钠/碳酸钙、透明质酸/金复合纳米颗粒、以及Janus结构的壳聚糖/金复合纳米颗粒均显示出优于普通球形复合纳米颗粒的性能。此外，通过引入靶向性多糖及酸性条件下可断裂的化学键构建了具备靶向功能的智能响应性可降解复合纳米载体，取得了较好的治疗效果。本研究对高性能、多功能的有机/无机复合纳米体系的研发具有很大的推动作用，也为多模式成像和治疗提供了新的途径。