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基于温敏可注射水凝胶载DOX/CpG用于喉鳞癌细胞化疗-免疫联合治疗的初步探索

汪娜

基于温敏可注射水凝胶载DOX/CpG用于喉鳞癌细胞化疗-免疫联合治疗的初步探索

汪娜1
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作者信息

  • 1. 太原理工大学
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摘要

喉鳞癌是成人头颈部常见的一种恶性肿瘤,会导致患者发声、呼吸及吞咽等重要生理功能受到损害,严重危害人类健康,乃至死亡。临床中广泛使用的治疗手段包括手术和放化疗,但部分患者对于手术切除表现出心理排斥,以及部分患者难以承受放化疗过程中的副作用。近几年,免疫治疗为肿瘤的诊疗建立了新的范式,在临床上取得了许多新突破。在这种情况下,基于温敏可注射水凝胶和纳米粒子建立的化疗-免疫治疗双重药物递送系统为癌症治疗带来新的解决思路。 本研究旨在建立基于温敏可注射水凝胶并负载化疗药物和免疫激活纳米粒子的双重药物递送系统,同时基于水凝胶和纳米粒子的双重缓释作用,提升药物的生物利用度,延长药物在体内停留时间,降低药物的副作用。本研究将已被广泛用于药物递送系统的α-CD 和 PEG 4000 作为生物相容性和生物降解性良好的水凝胶基底材料,制备出α-CD/PEG 4000温敏可注射水凝胶,并进一步探究α-CD和PEG的配比对水凝胶性能的影响,利用酰胺键结合得到PEI-CA-DOX纳米粒子,利用PEI的阳离子特性粘合到带负电荷的CpG的表面进行偶联得到CpG-PEI纳米粒子,纳米包载以有效减缓药物的释放速率和提高体内生物利用度,降低药物毒性。通过溶液混合的方式构建化疗-免疫联合治疗的双重药物递送系统,根据注射部位的肿瘤环境温度进行响应,达到药物的原位递送和缓释。对制备完成的水凝胶:通过SEM,观察水凝胶的横截面面貌,对水凝胶可注射性、温敏性、凝胶化转变时间、体外降解性进行测定,采用 MTT 和荧光双染色实验探究其生物相容性;对制备完成的纳米粒子:进行SEM、FTIR等基本表征,紫外分光光度计探究光学性能,绘制体外释放曲线,采用 MTT 和荧光双染色实验探究其对肿瘤细胞的抑制作用以及ELISA实验分析其对免疫细胞的激活作用。结果表明: (1)所制备的水凝胶具有可注射性和温度响应性:SEM下,PEG的配比越高,水凝胶的孔径变小;水凝胶溶液可以通过5 mL注射器,在37℃,pH=7.4的PBS溶液中,十几秒就可凝结成固态;体外降解实验显示,7天降解率达到50%以上;实验数据表明随着PEG含量增大,保水性能上升,溶胀率性能下降,表明PEG含量增加水凝胶交联度上升;MTT和荧光双染色实验显示,各组水凝胶浸提液混合培养基培养的细胞生长增殖状况良好,细胞生物性良好,但随着PEG含量上升,生物相容性下降,综上α-CD和PEG 4000配比选择n=6或8为最佳; (2)纳米粒子对药物具有缓释作用:SEM下,粒子大小均匀,形状相同;FITR数据显示PEI成功偶联到DOX和CpG上;紫外分光光度计显示PEI-CA-DOX粒子的最大吸收波长为485 nm,CpG-PEI粒子的最大吸收波长为510 nm;体外释放曲线表明,PEI-CA-DOX在7天内释放率达到49%,CpG-PEI在7天释放率达到51%。MTT和荧光双染色实验显示,纳米粒子对肿瘤细胞均有明显的抑制作用;ELISA实验显示,共培养下TNF-α和IL-12因子分泌增多,CpG-PEI对BMDC细胞有免疫诱导能力。 综上所述,基于α-CD/PEG 4000水凝胶的化疗-免疫治疗双重释药体系,具有响应速度快、生物相容性良好等优点,且利用纳米技术对化疗药物和免疫激活药物进行包载,可以达到一定的缓释作用,体外抗肿瘤细胞实验显示对肿瘤细胞有一定的抑制作用。今后可进一步深入应用于体内研究,通过注射至肿瘤部位,来探究其抗肿瘤的作用与机理。

关键词

温敏可注射水凝胶/纳米载药体系/喉鳞癌/化疗-免疫联合治疗

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授予学位

硕士

学科专业

生物医学工程

导师

王颖/温树信

学位年度

2023

学位授予单位

太原理工大学

语种

中文

中图分类号

R3
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