用于光动力与光高热联合治疗癌症的新型微胶囊的制备及作用机制研究

本项目拟设计能同时装载光敏剂药物和金属纳米颗粒的生物可降解微胶囊体系，利用光敏剂的光动力活性和金属纳米颗粒优良的光热转化效应，在激光照射下产生大量的活性氧和局部瞬间高温，发挥光动力治疗和光高热治疗联合抗肿瘤的效果，并在微胶囊表面修饰抗蛋白非特异性吸附的聚乙二醇和能与肿瘤细胞特异性结合的单克隆抗体，达到精确靶向肿瘤细胞的目的；同时，采用细胞与分子生物学检测手段研究微胶囊进入肿瘤细胞的途径及其在细胞内的分布状态，激光照射下载药微胶囊对细胞内线粒体、细胞核等细胞器的损伤，探讨光动力治疗和光高热治疗联合杀伤肿瘤细胞的机制，为癌症的综合治疗应用建立理论基础。

壳聚糖（CS）是一种具有良好生物相容性的大分子多糖，分子链上多氨基易改性，对人体无毒，还具有抗菌、消炎等作用。通过在模板中掺杂CS的方法制备了内部填充CS的微胶囊。微米级囊壁壳聚糖微胶囊的制备是将未掺杂的碳酸钙微粒浸泡在pH5.2的CS溶液中，振荡吸附后，用乙二胺四乙酸二钠（EDTA）去核后得到的；重复此过程，囊壁逐渐变厚，得到具有层状囊壁结构的微胶囊，该微胶囊不经任何交联处理即可在生理条件下稳定存在。为探索所得微胶囊的形成机理，研究了碳酸钙微粒的溶解变化及浸泡过碳酸钙微粒后的CS溶液pH的变化。疏水染料香豆素6和疏水光敏剂酞菁锌（ZnPc）作为模型药物在囊壁上的装载，验证了囊壁对药物高浓度富集的特性；利用壳聚糖上大量氨基在囊壁上原位制备纳米金，实现了对纳米金的装载。. 微胶囊作为ZnPc载体的细胞培养实验显示了一定的光毒性，但暗毒性较大。利用层层静电自组装技术在掺杂阴离子聚电解质聚苯乙烯磺酸钠（PSS）的碳酸钙粒子（CaCO3(PSS)）上制备聚二烯丙基二甲基铵盐酸盐（PDADMAC）/PSS多层膜，去核后得中空微胶囊。通过囊内PSS诱导带正电的水溶性小分子光敏剂亚甲基蓝（MB）沉积到微胶囊内部，再利用微胶囊热收缩特性将MB截留囊内。在生物体系内，MB易被还原成无光动力活性的无色亚甲基蓝。研究了在PBS（pH7.4）中的释放行为，结果显示微胶囊可实现对MB长时间的包埋，且包埋的MB具有较强抗酶还原能力。. 细胞培养显示，激光下装载了MB的微胶囊对HeLa细胞具有一定的光动力杀伤效果。微胶囊的胞吞实验表明，微胶囊主要通过巨胞饮的方式进入细胞，在高浓度下对细胞的周期有明显影响，并且会破坏细胞骨架。而荧光标记二氧化硅微粒主要通过巨胞饮和网格蛋白介导的内吞途径进入细胞，不同尺寸微粒引起细胞存活率、增殖率以及线粒体膜电位的下降程度不同。二氧化硅微粒和多壁碳纳米管均通过损伤细胞骨架和下调粘附相关基因的表达等而使得成纤维细胞粘附、迁移和修复损伤的能力显著下降。