无机纳米复合光电材料引发的生物高分子聚合及其定域抗肿瘤作用的研究

本项目依据无机纳米光电材料优异的光化学活性，将原位凝胶定域体系与光动力学疗法相结合，利用在可见-近红外光区具有高度光化学活性的无机纳米及其复合材料作为生物高分子光聚合反应的引发剂和光动力学疗法中的光敏剂，在肿瘤细胞表面原位形成无机/生物高分子复合半固态凝胶或固态"壳"，以达到阻隔肿瘤细胞扩散、阻塞肿瘤组织血管、杀伤肿瘤，集定域包围治疗与阻隔阻塞等多重功能于一体的目的。研究光波波长、无机光电材料的组成、结构、形貌、生物高分子不同光活性基团的嫁接等对凝胶形成的影响及对肿瘤细胞的扩散阻隔及杀伤作用，分析植入磁性材料、金纳米棒等热种子或化疗药物后形成的凝胶对病灶部位的多重杀伤等。研究原位凝胶对周围正常细胞所产生的生物效应。该项目涉及化学、生物、医学、材料等多学科的交叉，对于寻找在可见-近红外区具有光化学活性的无机纳米光电材料的新用途和开拓抗肿瘤的新方法、新途径具有重要的理论和实践意义。

本项目以生物矿化原理为指导，仿生合成了若干种新型结构的光电、磁性和光磁双功能无机纳米及其复合材料，研究了它们的结构和性能。将新型抗肿瘤技术与细胞表面的生物矿化相结合，利用所制备的在可见-近红外光区具有优异的光化学活性的无机纳米及其复合材料作为生物高分子光聚合反应的引发剂和光动力学疗法中的光敏剂，在肿瘤细胞表面光引发原位构筑了无机/生物高分子、天然色素/生物高分子复合材料形成的水凝胶壳层。研究了光波波长、无机及复合光电材料的组成、结构、形貌以及生物高分子不同光活性基团的嫁接等对凝胶形成的影响；分析了凝胶壳层载入磁性材料、金纳米棒等热种子、光敏剂或化疗药物后对肿瘤细胞的多重杀伤作用。还研究了磁性及其复合材料的磁靶向与光敏感交联胶束的可控释药和高效抗肿瘤作用。该项目的研究涉及化学、生物、医学、材料等多学科的交叉，对于寻找和开拓生物矿化的新用途以及抗肿瘤的新方法、新途径等具有重要的理论和实践意义。