摘要
原发性肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma, HCC）是一种发生在肝细胞或肝内胆管上皮细胞的恶性肿瘤，起病隐匿，发展迅速，预后不良。传统的肿瘤治疗方法如手术，放疗和化疗等一直以来都未有重大突破。近年来，随着介入放射学的发展，肝癌的介入治疗受到了广泛的关注。其中，以经导管肝动脉化疗栓塞术（ Transcatheter arterial chemoembolization, TACE）为基础的综合治疗因其微创、疗效显著，已逐渐成为中晚期肝癌的一线治疗方法。虽然TACE在HCC的治疗中表现了优异的治疗效果，但存在栓塞材料强度差、栓塞剂体积不可控，导致无法栓塞末端细小血管、需要外加显影剂以及栓塞材料扩散分布性能不一致等问题。随着水凝胶技术的发展，各种新兴的水凝胶栓塞系统，近年来引起了相当大的关注。水凝胶良好的三维网络结构，赋予其一定的溶胀能力和机械强度，良好的流动性也为其在肝动脉的注射过程中提供了基础，在TACE应用中显示出巨大的潜力。此外，栓塞剂中化疗药物存在突释和靶向性差，易导致副作用的问题。研究表明，三氧化二砷（Arsenic trioxide, ATO）注射液对肝癌具有较好的抑制作用。但ATO在体内的快速清除及毒副作用，是其临床应用中亟待解决的问题。本文针对以上问题，设计构建了一种新型负载ATO纳米胶束的自显影温敏水凝胶复合栓塞剂，用于TACE治疗及示踪。ATO纳米胶束可通过肿瘤微环境响应及主动靶向，提高ATO在肿瘤部位的聚集；温敏聚合物常温为可注射的溶胶态，在体内36℃条件下发生相转变呈凝胶态，并通过与含碘单体聚合，具有显影功能；由此通过ATO靶向递送与自显影温敏凝胶栓塞的协同作用，不仅提高TACE的治疗效果，并可实现栓塞示踪，为TACE治疗和应用提供新思路。 一、综述 本部分首先对肝癌进行了简要概述，并列举了目前针对肝癌的常见治疗方法；然后对TACE及TACE中常用的栓塞材料进行介绍；阐述了N-异丙基丙烯酰胺（ N-isopropyl acrylamide, NIPA ）类温敏水凝胶在肝癌介入治疗中的应用及其制备方法。最后介绍了ATO的抗肿瘤机制并对ATO制剂及其应用做了综述。这些内容体系不仅与本课题紧密相连，而且为后续的研究工作奠定了坚实的理论基础。 二、自显影温敏聚合物的制备及表征 本章通过酯化反应合成了水溶性的显影材料APEG-TIBA（AT），再通过乳液聚合的方法合成了自显影温敏聚合物NIPA-APEG-TIBA（NAT），单因素实验考察了单体比例及交联剂用量对产物相变情况的影响，通过中心复合设计对合成工艺进行了优化，并对最优合成工艺制备的NAT进行理化性质表征。结果表明，聚合物成功合成，36℃可以发生溶胶-凝胶相转变，相变后聚合物具有水凝胶特性，并具有良好的体外栓塞性能。 三、肿瘤靶向ATO纳米胶束及ATO纳米胶束-自显影温敏水凝胶复合栓塞剂的制备及表征 本章先通过砷硫键合成具有氧化还原响应和CD44受体靶向的ATO-大分子复合物（HA-S-ATO, HSA），实现ATO的负载，通过静电吸附作用在HSA外层包裹带正电的壳聚糖，制备得到可与肿瘤部位负电位特异性结合的载ATO纳米胶束（CS-HA-S-ATO, CHSA），最后通过静电吸附作用将CHSA与自显影温敏聚合物NAT结合，得到载ATO的自显影温敏水凝胶复合栓塞剂（CHSA/NAT）。对ATO-HA大分子复合物和载药纳米胶束进行表征发现，透明质酸（hyaluronic acid，HA）中巯基修饰成功，巯基修饰度为46.1%± 3.1%。CHSA粒径为249.7 ± 3.5 nm，Zeta电位为29.6 ± 1.4 mV，具有良好的体外稳定性。对CHSA/NAT进行表征发现，其在36℃下可以发生相转变，相转变时间为45 ± 5 s ，相变后的水凝胶具有良好的体外栓塞性能。体外释放结果显示， CHSA 和CHSA/NAT具体良好的氧化还原响应释药性能，且水凝胶体系在还原环境下不影响ATO的体外释放。载药栓塞剂与红细胞共孵育后未发现溶血现象，表明载药栓塞体系具有良好的生物安全性。 四、ATO纳米胶束-自显影温敏水凝胶复合栓塞剂体外抗肿瘤活性研究 本部分在细胞水平考察载药体系和栓塞体系的生物安全性，游离ATO、ATO纳米胶束和ATO纳米胶束-自显影温敏水凝胶复合栓塞剂的体外抗肿瘤效果，以及ATO纳米胶束的肿瘤靶向性能。通过MTT实验考察了空白载药体系和空白水凝胶栓塞体系的生物安全性，常氧及乏氧状态下测定了不同肿瘤细胞中游离ATO、CHSA及CHSA/NAT的IC50，评价ATO、CHSA和CHSA/NAT在不同环境下的抗肿瘤能力，结果表明乏氧环境不影响ATO的体外抗肿瘤活性，CHSA和CHSA/NAT在乏氧仍具有良好的抗肿瘤活性。通过细胞摄取实验表明，ATO纳米胶束在常氧及乏氧状态下均能有效内化于不同肝癌细胞，所制备的ATO纳米胶束具有良好的肿瘤靶向效果。 五、ATO纳米胶束-自显影温敏水凝胶复合栓塞剂体内栓塞、显影及抗肿瘤作用研究 在本章中，研究了CHSA/NAT在不同血管模型中的栓塞性能；建立SD大鼠原位肝癌模型，通过颈动脉插管至肝动脉进行大鼠TACE治疗，借助DSA成像技术和micro CT成像技术评价了CHSA/NAT在大鼠体内的栓塞和显影性能；最后通过对肿瘤大小、肿瘤质量、肿瘤组织的 HE和 TUNEL 染色对制剂的抗肿瘤效果进行评价；结果表明CHSA/NAT在体内栓塞和显影性能良好，CHSA/NAT联合治疗组的肿瘤治疗效果最好。安全性和生存期的考察同样证明所制备的栓塞剂对正常组织无毒副作用，显著延长了荷瘤大鼠的生存期，显示出良好的应用前景。
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