纳米医学肿瘤治疗

1北京石油化工学院题目名称：纳米生物医学应用学生姓名：樊露露专业：机械工程学院年级：储152指导教师：郝保红2016年4月26日2纳米肿瘤治疗现状樊露露（北京石油化工学院，北京，102617）摘要：随着对肿瘤发生发展过程认识的逐渐深入,化疗正在向个体化特异性治疗方向发展。而纳米粒子在肿瘤个体化治疗上具有广阔的发展前景。本文通过分析综述肿瘤个体化治疗的发展方向,结合目前纳米粒子的发展状况,介绍了纳米粒子在肿瘤个体化治疗上的发展现状与发展前景;通过综述目前主要纳米粒子的作用机制,总结了纳米粒子在肿瘤个体化治疗上的应用优势。关键词：纳米；医学；粒子；方法；NanotumortreatmentFANLulu（BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology,Beijing,102617,China）Abstract:.withthedeepeningofunderstandingthedevelopmentofcancer,chemotherapyisdevelopingtowardsthedirectionofindividual-specifictreatment.Nanoparticlesintheindividualizedtreatmentoftumorswithbroadprospectsfordevelopment.Byanalyzingtumorreviewedthedevelopmentofindividualizedtreatment,combinedwiththecurrentdevelopmentofnano-particles,nanoparticlesareintroducedontheindividualizedtreatmentoftumordevelopmentanddevelopmentprospectreviewedthemainmechanismofnano-particles,nanoparticlesaresummarizedintheindividualizedtreatmentoftumorontheapplication.Keyword:nano;medicalscience;grain;method;1引言随着对肿瘤发生发展过程认识的逐渐深入,化疗正在向个体化特异性治疗方向发展。而纳米粒子在肿瘤个体化治疗上具有广阔的发展前景。本文通过分析综述肿瘤个体化治疗的发展方向,结合目前纳米粒子的发展状况,介绍了纳米粒子在肿瘤个体化治疗上的发展现状与发展前景;通过综述目前主要纳米粒子的作用机制,总结了纳米粒子在肿瘤个体化治疗上的应用优势,介绍了纳米粒子目前的实际临床应用情况。2纳米肿瘤治疗的基础2.1纳米科技与纳米粒子2.1.1纳米科技纳米科技是指在纳米尺度上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学技术。纳米科技的最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。2.1.2纳米粒子纳米粒子是指粒度在1-100nm之间的粒子(纳米粒子又称超细微粒)。属于胶体粒子大小的范畴。它们处于原子簇和宏观物体之间的过度区，处于微观体系和宏观体系之间，是由数目不多的原子或分子组成的集团，因此它们既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统。33治疗肿瘤的纳米粒子3.1超顺磁性纳米粒子超顺磁性纳米粒子(SPIONs)具有超顺磁性、良好的生物相容性,在肿瘤的诊断和治疗方面有很大潜力。肿瘤细胞表面会特异性的表达某些表面标志物,因此以磁性纳米颗粒为核心的分子探针与肿瘤细胞表面的特异性分子标志物相结合,可特异性的识别肿瘤并形成磁共振影像。SPIONs经特定的配体修饰,可赋予其组织器官靶向性,通过高渗透性以及外加磁场双效靶向来提高药物在肿瘤部位的生物利用度,从而减少对正常细胞的毒性,提高肿瘤局部的药物浓度。SPIONs具有很高的磁热效应,可通过导热量杀死肿瘤细胞而被用于热疗,热疗较放疗和化疗的副作用小。因此功能化的SPIONs必将成为临床深受欢迎的造影剂和基于MRI的诊断和治疗试剂3.2Fe3O4磁性纳米粒子研究用于肿瘤热疗的自制Fe3O4磁性纳米粒子的生物相容性.采用MTT试验评价其浸提液体外细胞毒性;溶血试验评价其有无溶血作用;小鼠腹腔注射Fe3O4磁性纳米粒子无菌生理盐水混悬液以测定其LD50;微核试验评价其有无致畸、致突变作用等.MTT结果显示该材料对L-929细胞毒性为0~1级,均属对细胞无毒性范畴;溶血试验中Fe3O4磁性纳米粒子的溶血率为0.514%,远小于5%,表明实验用Fe3O4磁性纳米粒子无溶血作用;昆明小鼠腹腔注射该材料混悬液,其LD50为7.57g/kg体重,其95%的可信区间为6.18~9.27g/kg体重,属实际无毒范畴,且具有较广的安全值范围.微核试验结果表明该材料对小鼠骨髓微核形成率与阴性对照组相比无显著差异,而与阳性对照CTX组相比有显著差异,可以认为该材料无致畸或致突变作用.3.3液态氟碳壳聚糖目的构建一种新型天然高分子聚合物纳米超声造影微粒,表征其理化特征、体外显像效果及其对肿瘤细胞的结合能力和毒性。方法采用超声乳化法制备包裹液态氟碳PFOB的壳聚糖(CTS)纳米粒和FITC标记的壳聚糖纳米粒(FITC-CTS),表征其表面形态、粒径、Zeta电位和稳定性;评价纳米粒的体外超声显像效果,以激光共聚焦观察FITC-CTS与细胞的结合作用,流式细胞仪检测FITC-CTS对细胞的黏附比例。结果制备的纳米粒形态圆整,CTS纳米粒平均粒径为(248.52±7.96)nm,Zeta电位为+(29.91±0.64)mV,FITC-CTS纳米粒平均粒径为(244.83±2.72)nm,Zeta电位为+(22.21±0.53)mV。纳米粒性质稳定,在体外能增强超声显影,激光共聚焦观察到纳米粒聚集在细胞膜周围,流式细胞仪测得纳米粒对细胞的黏附比例为(45.15±8.35)%。结论构建的CTS纳米粒性质稳定,体外能与肿瘤细胞MCF-7紧密结合,增强超声回声。更多还原3.4苯硼酸(PBA)苯硼酸(PBA)是肿瘤治疗研究中使用最多的一种含硼化合物。苯硼酸及其衍生物可以和大部分糖类上的1,2位羟基或者1,3位羟基发生可逆成环反应形成硼酸酯结构。通常来说,苯硼酸只有在水解离子化的情况下(体系pH高于PBA的pKa值)与糖类发生上述反应,这是因为未离子化的PBA与糖类形成的硼酸酯很容易发生水解反应而无法稳定存在。然而,唾液酸(SA)却可以和未离子化的PBA以特殊的形态形成稳定的环状硼酸酯结构。唾液酸是一种存在于多糖链末端带负电的单糖,而且许多恶性肿瘤细胞表面均含有大量的唾液酸结构。设计了各种不同类型的含有苯硼酸的纳米探针,用来检测肿瘤细胞上唾液酸。基于苯硼酸基团对肿瘤细胞上唾液酸的高选择性和特异性,将其用于药物的靶向传输,发展了含苯硼酸基团的大分子纳米载体和药物传输系统。制备了几种不同粒径的富含硼酸的蛋白纳米粒子实现对抗肿瘤药物阿霉素的传输,研究了粒径优化和表面改性修饰后的纳米粒子在细胞摄取、体内分布和抗肿瘤效果等方面改善情况。另外还发展了基于两亲性嵌段共聚物聚乙二醇-聚甲基丙烯酸脱氢松香酯纳米粒子的药物传输系统。4前景展望纳米粒子以其独特的物理和生化特性显示出其在脑胶质瘤治疗中的广阔前景，一些新技术、新理念，4如SELEX技术、全程靶向等的提出为其进一步发展注入了活力，但目前纳米粒子治疗脑肿瘤所面临的两大问题，即穿透生物屏障和准确靶向仍是其获得突破的最主要障碍。未来，仍需要继续开发新的、性能更加优良的纳米粒子，寻找更好的靶向以及穿透BBB的方式。纳米技术在肿瘤治疗方面将不断革新我们的思维，提供更有效的治疗方式。5纳米粒子治疗肿瘤的意义。应用纳米技术作为抗肿瘤药物的载药系统的研究已取得重大进展。纳米药物的靶向性、缓释性、水溶性及可能的血脑屏障穿透性等特性,使其与传统化疗药物相比,具有显著优势。目前,一系列的动物实验中已经显示出了良好的疗效,纳米药物既能提高药物的疗效,又能减轻其毒副反应,预示了其在肿瘤治疗中的广阔应用前景。但是载药纳米粒包封率和释放时间的控制,靶向给药后的药代动力学规律,生物降解型大分子的稳定性和完整性,不同纳米粒子的靶向性以及纳米药物磁性靶向所需磁场强度等方面仍需进一步研究。另外,纳米技术的基础理论及纳米药物的制备工艺等还很不完善。随着医学科学及相关基础学科的迅速发展,纳米技术中的一系列关键问题都可以解决,因此,纳米药物在今后肿瘤治疗中有着十分良好的应用前景6结论纳米技术与生物医学的结合,为医学界提供了全新的思路和便利,纳米材料在医学领域的应用取得了显著效果。随着纳米材料在生物医学领域更广泛的应用,临床医疗将变得节奏更快、效率更高,诊断、检查更准确,治疗更有效,人们的生命安全将得到更大的保障。参考文献[1]许军,贺克武,高斌.金纳米棒联合内放疗靶向性肿瘤治疗的研究进展[J].介入放射学杂志,2015,06:540-543.[2]尤培红,王明伟,杨仕平.纳米氧化石墨烯在肿瘤显像和治疗领域的研究进展[J].上海师范大学学报(自然科学版),2015,02:217-228.[3].基于PEG-Gd_2O_3和适配体-银纳米簇的荧光/磁共振双模态分子成像探针的制备及其在肿瘤细胞成像中的应[J].分析化学,2015,01:164.[5]王敏,周治国,杨仕平.二氧化钛纳米粒子的合成及其在肿瘤治疗中的应用[J].上海师范大学学报(自然科学版),2015,02:199-208.[6]朱星.纳米技术与肿瘤医学[J].物理,2012,08:542-544.[7]方壮念,姜梦洁,李子平,冯仕庭.纳米金复合物系统的设计及其在肿瘤诊断与治疗中的应用进展[J].影像诊断与介入放射学,2015,02:160-163.[8]林启万,魏世忠,赵喜红,魏淑鉁,张家祯.光电医学精确检测-针对大肠肿瘤转移的早期检测芯片研发[J].中国医疗设备,2016,03:12-19.[9]鲁娜,高安然,戴鹏飞,宋世平,樊春海,王跃林,李铁.硅纳米线场效应晶体管生物传感器在肿瘤分子诊断中的应用[J].科学通报,2016,Z1:442-452.[10]黄水仙,许熠铭,谢民强.磁性纳米颗粒在肿瘤治疗中的应用[J].中国中西医结合耳鼻咽喉科杂志,2013,03:237-240+231.[11]刘士榕,梁萍.纳米技术在肿瘤热消融领域的研究进展[J].解放军医学院学报,2015,05:514-517.[12]NaJungKim,DahaiJiang,AshleyM.Jacobi,KimA.Lennox,ScottD.Rose,MarkA.Behlke,AliasgerK.Salem.SynthesisandcharacterizationofmannosylatedpegylatedpolyethylenimineasacarrierforsiRNA[J].InternationalJournalofPharmaceutics.2011(1)[13]AmitKumar,PiyanuchWonganan,MichaelA.Sandoval,XinranLi,SaijieZhu,ZhengrongCui.Microneedle-mediatedtranscutaneousimmunizationwithplasmidDNAcoatedoncationicPLGAnanoparticles[J].JournalofControlle5dRelease.2012(2)[14]KoenvanderMaaden,WimJiskoot,JokeBouwstra.Microneedletechnologiesfor(trans)dermaldrugandvaccinedelivery[J].JournalofControlledRelease.2012(2)[15]KazuhikoMatsuo,YayoiYokota,YouZhai,