金纳米壳微胶囊双功能造影剂在乳腺癌光热治疗中的可行性研究

The ideal treatment method of breast cancer should be less invasive or non-invasive conservative treatment. Thermal ablation therapy may now provide the effective local treatment of breast cancer. As long as heat can be generated adequately in the tumor, it is possible to eradicate the whole tumor. Therefore, much attention has been attracted on how to increase energy deposition with the simultaneous use of multiple approaches to insure the complete destruction of the tumor. Gold-nanoparticle-mediated photothermal therapy ( PTT ) have shown promise towards achieving these goals. Based on the theory of plasma resonance effect, the gold nanoparticle could be tuned to behave strong absorption at near-infrared (NIR) region and light energy is converted to heat within the tissue causing the thermal destruction of tissue within the tumor. The integration of imaging and thermal therapy can increase the efficacy of PTT and reduce thermal damage to surrounding normal tissues to achieve local PTT precisely. Ultrasound was a valuable tool for medical diagnosis offering real-time imaging with excellent spatial resolution, high safety and low cost. In this study, gold nanoshelled microcapsules (GNS-MCs) can show good ultrasound contrast-enhanced capabilities. With the use of ultrasound contrast agents (UCAs), it is easy to identify spatial distribution of the UCAs in tumor and assesse the therapeutic outcome. The GNS-MCs could be tuned to behave strong absorption at near-infrared (NIR) region and produce localized cytotoxic heat of breast cancer. Therefore, the GNS-MCs could operate as a bi-ifunctional imaging and therapeutic agent for ultrasound-guided photothermal therapy of breast cancer.

乳腺癌理想的治疗方法应该是减少侵入性或无侵入性的保乳治疗。乳腺癌的热治疗目前是乳腺癌保乳治疗中有效的方法。只要肿瘤内有足够的热产生就可以消融整个肿瘤。这样更多的研究兴趣集中到如何应用多种方法增加热积聚以确保肿瘤的完整破坏。金纳米介导的光热治疗为达到这些目的带来了新机遇。金纳米以其等离子体共振性质为基础，经近红外激光照射，可将近红外激光光能转化为热能而使肿瘤组织得到破坏。在光热治疗中将影像和热治疗联合应用可以提高光热治疗的有效性，减少对周围正常组织的破坏，实现精确的光热治疗效果。超声因其实时性、良好的空间分辨率、经济安全，在治疗影像监视中有着重要的价值。本研究中金纳米壳微胶囊既可作为超声造影剂，实时显示造影剂在肿瘤内的分布和评估治疗过程；同时利用金纳米壳在近红外光区域的吸收特性有效地杀死乳腺癌细胞，这样用于成像和治疗的金纳米壳微胶囊可实现超声影像导向下的乳腺癌光热治疗。

乳腺癌理想的治疗方法应该是减少侵入性或无侵入性的保乳治疗。乳腺癌的热治疗目前是乳腺癌保乳治疗中有效的方法。只要肿瘤内有足够的热产生就可以消融整个肿瘤。这样更多的研究兴趣集中到如何应用多种方法增加热积聚以确保肿瘤的完整破坏。本研究选择金纳米颗粒作为光热治疗的光敏剂，采用“水包油包水”制备聚乳酸微胶囊，金纳米颗粒静电吸附于微泡表面，制得的金纳米壳微胶囊双功能造影剂可以实时显示造影剂在肿瘤内的分布和评估治疗过程，同时利用金纳米壳在近红外光区域的吸收特性有效地杀死乳腺癌细胞。.所制备的双功能微胶囊大小均匀，微泡平均大小约2.32±1.07μm，具有明显的超声造影的效果，并且金纳米将近红外激光光能转化为热能而破坏肿瘤组织。粒子中金的重量占粒子质量的30.5%。经细胞实验证实微胶囊具有明显的光毒性，单独存在无细胞毒性，具有良好的生物安全性。动物实验显示，微胶囊介导的PPT不会诱导发生机体毒性，只有微胶囊和NIR照射治疗的小鼠肿瘤才会完全消融，具有明显的治疗效果。.基于微胶囊的成功研制，我们还研制了其他新的多功能造影剂，如多功能CuS光热治疗造影剂、载染料光热治疗(PPT)多功能造影剂及载siRNA光动力治疗（PDT）/光热治疗多功能造影剂。金纳米壳微胶囊属于无机化合物，在体内降解慢，属于大分子物质，而有机染料属于小分子可以在体内快速降解；多功能CuS光热治疗造影剂克服了金纳米结构的红外吸收峰与其形状的关系，提高了光稳定性；光敏剂通过EPR特异性地富集于肿瘤区域，吸收匹配的波长将光能转化为热能或产生单线态氧以杀死肿瘤细胞，因此PDT或PPT具有创伤小、副作用少以及高选择性等优点；大量的研究表明，siRNA抑制一些在肿瘤的发生和发展环节的关键基因后，能够明显抑制肿瘤的生长。有研究显示激光依赖的纳米粒子可以实现siRNA细胞内的有效传输，经实验证实，这些多功能造影剂均具有明显的超声造影效果、良好的生物安全性及光毒性。接下来，我们将进一步深入研究光动力、光热与基因联合治疗肿瘤的潜能。