摘要: 手术、放疗和化疗是常见的肿瘤临床治疗方法，但是这些治疗方法存在着一些明显缺陷。例如治疗不彻底、无靶向性、易产生耐药性、降低人体的免疫能力，以及具有较大毒副作用等。随着人类对肿瘤的认识不断深入，一些新颖的肿瘤治疗方法不断涌现出来，包... 展开 手术、放疗和化疗是常见的肿瘤临床治疗方法，但是这些治疗方法存在着一些明显缺陷。例如治疗不彻底、无靶向性、易产生耐药性、降低人体的免疫能力，以及具有较大毒副作用等。随着人类对肿瘤的认识不断深入，一些新颖的肿瘤治疗方法不断涌现出来，包括光学疗法、基因疗法和免疫疗法，这些治疗方法具有微创性或无创性、高选择性、低的毒副作用，已经成为肿瘤治疗潜在的有效手段。 近年来纳米技术不断发展，纳米材料正在生物、医学工程和药学领域大显身手，特别是在肿瘤的诊断与治疗中有着独特的优势。将光子与纳米材料的相互作用关系应用到对生命科学的探索过程当中是人类的巨大进步。通过控制合成具有生物相容性的纳米生物材料及其衍生物，可用来实现多种不同的主动或被动的光子学功能。当合适频率的光辐射到富集大量纳米材料或药物分子的肿瘤部位时，纳米材料或药物分子会吸收能量跃迁到不同的电子激发态上，以辐射跃迁或非辐射跃迁的形式出现各种光、声、热等现象，进而能够被应用到对组织的种诊断与治疗上。 随着生命科学与光学技术的交叉融合发展，光学成像作为一种重要的生物成像手段，包括X射线、γ射线、荧光成像、光声成像、拉曼光谱等已经引起了广大科研工作者的共同关注。近年来，荧光成像技术广泛应用于生物成像领域，临床上也用来区分正常组织与病变组织来指导外科手术。由于生物组织在近红外二窗(NIR-II，1000-1700 nm)范围内，组织的自发荧光和对光子的吸收与散射较小，因此NIR-II荧光染料具有更高的信噪比和更大的组织穿透深度。光声成像是一种以光学吸收，超声波为信息载体的生物成像技术，该成像技术整合了光学成像和超声学成像的优势，具有对比度高，穿透深度大的优点，在成像领域拥有巨大的发展前景。 光热疗法(PTT)和光动力疗法(PDT)作为新型高效的肿瘤光学疗法，已引起了科研工作者的广泛关注。然而光学疗法也存着在一定的局限性，例如，组织对近红外光的吸收与散射造成光的穿透深度不足；肿瘤的代谢旺盛，耗氧量较大，血管壁脆弱且分布不均等造成肿瘤微环境中存在广泛的乏氧区域；临床研究表明单一的治疗方法存在不可弥补的缺陷，对肿瘤的治疗不彻底。针对以上问题，本论文的主要研究内容如下： 一、构建了一种基于Au/Ag-MnO2-Ce6的纳米材料(AAM-Ce6 HNSs)，该纳米材料同时具备肿瘤的诊断和治疗功能，其在近红外生物窗口中具有广泛的吸收强度，并且在NIR-II具有较高的光热转换效率。同时MnO2纳米颗粒可以响应微酸性的肿瘤微环境催化内源性H2O2分解产生O2和Mn2+离子，既增强了PDT的治疗效果，又可以利用Mn2+离子作为磁共振成像(MRI)的造影剂。总之，AAM-Ce6HNSs可以用于荧光、光声、磁共振三模态成像指导的PTT/PDT联合疗法，实验结果表明该多功能PTT/PDT联合疗法显示出比任何单一疗法具有更好的治疗效果。 二、以牛血清白蛋白(BSA)为基底通过生物矿化的方法合成了牛血清白蛋白-二氧化锰纳米颗粒(BSA-MnO2)，该纳米颗粒具有良好的稳定性与生物相容性。通过疏水相互作用将二酮基吡咯并吡咯(diketopyrrolopyrrole，DPP-BT)一种NIR-II荧光染料负载到白蛋白的疏水空腔中，从而得到了同时具备荧光、光声、磁共振三模态成像指导的PTT/PDT联合治疗的多功能纳米诊疗平台(DPP-BT@BSA-MnO2)。在单一NIR激光器(730 nm)照射下，DPP-BT@BSA-MnO2可以产生NIR-II荧光信号和光声信号，并具有出色的PTT和PDT性能。MnO2纳米颗粒在酸性的肿瘤微环境中催化H2O2分解产生O2和Mn2+离子，在改善肿瘤微环境局部乏氧特性的同时，引入了Mn2+离子作为磁共振成像的造影剂。这种由肿瘤微环境和单一NIR光触发了具备多种成像和治疗手段的多功能纳米平台，很有希望在未来应用到肿瘤的临床诊疗中。 收起