靶向载药液-气相变氟碳纳米粒研制及其超声分子显像与治疗研究

Ultrasound molecular imaging and targeted therapy have bee seriously limited by microbubbles for their defects. Firstly, the large size gives low penetrability. Consequently, microbubbles can't pass through the endothelial gap of tumor vessels which restricts their targeting efficiency. Secondly, microbubbles demonstrate poor stability and short circulation time. Thirdly, the preparation methods of microbubbles have some problems with low productivity and antigenicity. Lastly, micobubbles suffer from poor drug/gene loading ability for targeted therapy in combination with ultrasound. The development of appropriate probes is critical to the technologies of ultrasound molecular imaging and therapy. In this project, we will work together to develop the folate receptor targeted, 10-HCPT loaded perfluorocarbon nanoparticles that can generate phase transition with the application of low intensity focus ultrasound and so as to be used for ultrasound molecular imaging and therapy. The targeted imaging and therapy effect will be studied in-vitro and vivo various tumor models. We aim to resolve the essential problems in ultrasound molecular imaging and therapy technology and provide a new means and method for tumor diagnosis and treatment.

鉴于超声微泡的几个严重缺陷：①微泡粒径较大，不能穿过血管内皮间隙，靶向能力受到严重制约；②微泡稳定性不够，体内循环时间短；③制备方法上存在缺陷，产率低或具抗原性；④微泡其作为药物或基因载体，有效负载量低，给超声分子显像与治疗研究带来极大困难。本课题基于重要前期研究基础，通过已成熟掌握的薄膜水化法、高速分散均质法、声振法、薄膜挤压及高压均质法等技术手段，采用磷脂成膜材料、针对肿瘤细胞表面成熟靶点叶酸配体、相变型液态氟碳及活性强而治疗剂量低的广谱抗肿瘤药物10-羟基喜树碱，研制一种靶向肿瘤细胞的液-气相变载药氟碳纳米粒即超声分子探针，并联合低强度聚焦超声及诊断超声在多种肿瘤模型上研究其靶向显影及治疗效果，以解决目前超声分子显像与治疗中的核心问题。

鉴于目前超声微泡的几个严重缺陷：①微泡粒径较大，不能穿过血管内皮间隙，靶向能力受到严重制约；②微泡稳定性不够，体内循环时间短；③制备方法上存在缺.陷，产率低或具抗原性；④微泡作为药物或基因载体，有效负载量低，给超声分子显像与治疗研究带来极大困难。本课题采用磷脂成膜材料、针对肿瘤细胞表面成熟靶点叶酸配体、相变型液态氟碳及活性强而治疗剂量低的广谱抗肿瘤药物 10-羟基喜树碱，研制一种靶向肿瘤细胞的液-气相变载药氟碳纳米粒即超声分子探针，并联合低强度聚焦超声及诊断超声在多种肿瘤模型上研究其靶向显影及治疗效果，以解决目前超声分子显像与治疗中的核心问题。开展的研究工作总结如下：.1、 研制出大小均一，结构稳定的载药液态氟碳纳米粒，使该纳米粒在体内稳定性提高，循环时间延长。.2、 通过碳二亚胺法连接叶酸配体制备叶酸受体靶向的相变超声造影剂，提高纳米粒在体内主动靶向性，增加肿瘤区域纳米粒聚集。.3、该纳米复合体在LIFU作用下具备相变能力，随着纳米粒组成的不同，可用于增强不同显影效果。.4、在小鼠卵巢癌SKOV3模型上验证LIFU作用下载药液态氟碳纳米粒对于肿瘤的实际治疗效果以及载氟碳纳米粒对于HIFU治疗的实际增效作用。.通过上述研究，我们取得了如下研究成果：.1、成功制备出载药液态氟碳纳米粒复合体，并通过多种检测方法观察其大小、形态等，证实该纳米粒可用于后续实验研究。.2、通过连接靶向叶酸配体提高该纳米粒的主动靶向性，不仅在体外对SKOV3细胞有明显靶向作用，而且在体内也能主动靶向肿瘤区域，为下一步的治疗奠定了基础。.3、利用LIFU声致相变能力，在体内外研究其载药液态氟碳纳米粒相变能力，证实该纳米粒能增强超声、光声、磁共振等多模成像显影效果。.4、在LIFU作用下，该载药液态氟碳纳米粒对于肿瘤具有明显治疗效果，其抑瘤率明显高于单纯药物治疗组。并且证实该纳米粒对于增效HIFU有明显作用。. 课题研究的前期实验根据项目研究计划成功制备了载药液态氟碳纳米粒复合物。受本课题资助，所开展课题实验共发表论著13篇，其中SCI论文8篇，CSCD核心论文5篇，获国内专利一项，国际专利一项。受本课题资助，4名博士及3硕士研究生完成毕业课题研究，共有12人/次参加国内重要学术会议，并邀请了一名国外专家进行学术交流与访问。