一氧化氮功能化磁性纳米粒制备及抗肿瘤应用文献综述

 2022-12-24 13:05:51

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、课题背景

恶性肿瘤严重威胁着人类的健康与生命。著名医学杂志《柳叶刀》(The Lancet)在2019年6月25日在线发表了2017年中国疾病负担研究——中国及其各省的死亡率、发病率和危险因素。其中表明,肺癌已经成为中国人群过早死亡的主要原因之一。并且与发展水平相似的国家相比,中国的肺癌、肝癌以及胃癌的患病率显著高发。寻找有效的抗癌药物与治疗方法,以至于彻底攻克癌症,是世界医学界共同的重要的研究课题。

肿瘤的血管可以为肿瘤组织提供营养,运走代谢废物,有助于肿瘤侵袭转移的恶性进程。目前临床上使用的抗肿瘤血管生成药物的治疗目的正是基于以上的考虑,通过抑制肿瘤组织血管的新生以及摧毁已经存在的血管,从而使肿瘤组织处于无血管、无营养的状态。[1]有研究表明,存在于巨噬细胞、中性粒细胞等免疫细胞以及肝细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞中的内源性的iNOS平时不表达,只在病理条件下(炎症、肿瘤等)才被激活,催化机体产生纳摩尔(nmol)水平的NO,参与机体免疫和肿瘤的发生发展过程。[2]还有研究表明,已经存在纳米级别的持续释放以及高效转运的NO递送体系——NanoNO。小剂量的NanoNO可以在原发性肿瘤和转移性肿瘤中使肿瘤血管正常化,提高肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体的传递与效果。并且还可以改善肿瘤免疫微环境,导致免疫刺激的表现产生,从而提高癌症细胞免疫治疗的效果。[3]

相比于普通的纳米级别的NO递送体系,NO功能化的磁性纳米粒的优势主要在于其可以通过血液循环系统和外加磁场的协同作用到达身体的某一特定组织。有研究表明受药部位的血流速度较慢并且有适当的磁场强度将有助于药物的释放和定位。[4]也有研究表明当磁场力超出血液线性流动速度(动脉10cm·s-1,毛细血管0.05cm·s-1)时,带药的磁性纳米粒子容易被目标组织的内皮细胞和目标部位存留与吸收。[4]

虽然现有的纳米级别的NO递送体系可以实现在体内稳定存在与高效持续地释放NO,并且拥有较好的抗癌能力与血管正常化能力,但是其靶向性不佳的问题依然需要解决。所以我们拟通过制备NO功能化的磁性纳米粒,通过施加外加磁场来达到NO递送体系成功在靶点富集的目的。

  1. 要解决的问题

本课题最终目的是制备出一氧化氮功能化的磁性纳米粒,并对其表征等进行检测。总而言之,研究中我们需要解决的问题主要有以下几个:一、一氧化氮的供体如何进行选择。二、磁性纳米粒的磁介质选用什么比较合适。三、选择合适的供体与合适的磁介质之后,用什么方法进行制备。四、需要对最终的纳米粒子做哪些检测,最终评价纳米粒子性能的指标是什么。

  1. 可行性分析

一、一氧化氮供体的选择

一氧化氮供体是一类能在体内时放出NO的前体药物,是指不需要经过NOS催化就能自行产生或者与其他物质作用产生NO的一类物质。[5]通常是指亚硝基类血管舒张剂,包括无机亚硝酸盐(如硝普钠)、有机硝酸(亚硝酸)盐(如硝酸甘油)以及巯亚硝基硫醇(如巯亚硝基谷胱甘肽)。常见的具有抗肿瘤活性的一氧化氮供体有五种,包括有机硝酸酯类、金属-NO复合物、斯得酮亚胺类、N-羟基胍类以及异羟基戊酸类。[6]这些化合物在体内可以通过酶促作用与非酶促作用产生NO,是NO的良好供体(见表一)。

  1. 磁介质的选择

我们制备一氧化氮功能化的磁性纳米粒的目的是实现其在外加磁场的条件下,能够很好地在靶细胞以及靶器官进行富集,所以选择良好的磁介质载体是十分关键的。根据目前的研究进展,比较成熟的技术是氧化铁纳米粒子的合成。大部分磁性纳米粒子选用Fe3O4作为磁介质。因为其较低的细胞毒性与较高的顺磁性。有科学家如黄波涛,段磊,吴小玲等[7]用Fe/Fe3O4的核壳结构纳米颗粒作为5-氟尿嘧啶磁性脂质体的磁介质,因为其拥有更好的顺磁性与形态结构。李雪[8]利用Fe3O4为磁核,制备了磁性介孔二氧化硅,此类磁性介孔二氧化硅对于在全身部位的肿瘤都拥有良好的自身靶向作用,并且拥有良好的光热效应,增强光热效应的治疗方法。

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