多功能碳纳米管基靶向药物联合近红外激光抗肿瘤实验研究

纳米微粒靶向药物是肿瘤治疗领域的研究热点和发展趋势。本课题拟构建一种碳纳米管靶向、控释抗肿瘤药物载体系统，该系统以单壁碳纳米管(SWNT)作为载体，充分利用SWNT在纳米药物载体领域的独特优势，在SWNT表面负载各种生物活性分子，包括表面改性分子聚乙二醇磷脂(PL-PEG)，靶向诱导分子肿瘤坏死因子(TNF-α)，化疗药物阿霉素(DOX)以及荧光标记分子Alexa Fluor 488，并通过细胞学及动物学方法对该载药系统的运输、代谢和功能进行体内外实验研究。此外，利用SWNT特有的光热效应，使用近红外激光照射结合了碳纳米管载药微粒的肿瘤细胞或肿瘤组织，以促进化疗药物的释放以及碳纳米管的产热，从而达到对肿瘤的化疗、热疗双重治疗效应。该研究可望在肿瘤的靶向、综合治疗领域开拓一条新的研究思路，并进一步拓展碳纳米管在生物医学领域的研究和应用。

本项目在对具有优异理化性能的单壁碳纳米管(Single-walled carbon nanotubes，SWNTs)进行纯化改性的基础上，通过反复试验，成功将抗肿瘤药物以及靶向分子接枝于SWNTs表面，实现了纯化改性的SWNTs表面负载多种分子的设计，制备了基于SWNTs的靶向双重载药体系。本项目的研究完全由本课题组单独完成，具有自主知识产权，研制成功的靶向双重载药体系通过体外细胞及动物实验验证具有优良的抗肿瘤效果。通过对该载药体系的研究，得到如下结果：.1、单纯的混酸处理SWNTs不足以纯化和分散SWNTs；在混酸结合超声处理纯化SWNTs时，超声会增强混酸的氧化作用；当超声功率增加时，管壁的缺损相应增加，SWNTs的消耗也随之增加。2、PEG能够对SWNTs起到很好的改性作用，经过PEG改性后，SWNTs能够稳定悬浮； 50-200W超声功率处理并改性的SWNTs-PEG没有表现出明显的细胞毒性；当超声功率增加（300W），作用时间延长后（72h），出现了细胞毒性。综合各定性、定量检测结果，超声功率100W时，能够较好的达到截短、形成缺陷及尽量保留管壁应有形态/结构之间的平衡，并且在细胞毒性实验中，没有产生细胞毒性，是适合用于后续载药实验的处理条件。3、能够将DOX和Pt同时负载于SWNTs-PEG表面，实现了SWNTs的双重载药；并引入靶向分子FA，实现载药体系的靶向性，最终多功能SWNTs载药体系构建成功；同时该载药体系能够实现缓释药物的特点，为持久杀伤肿瘤细胞奠定了基础。4、该靶向双重载药体系在体外进行的抗肿瘤实验中，能够较好的杀死鳞癌——人颌面部鳞癌细胞株（Cal-27）和腺癌——人乳腺癌细胞（MCF-7细胞），裸鼠体内研究证明能够在不影响其他脏器的基础上，较好的控制Cal-27肿瘤细胞的增殖。同单重载药相比，该药物体系体现了较大的抗肿瘤优势。此外，本课题研究成果扩展到其他纳米载药制备领域，对纳米材料表面多分子负载具有指导作用。