论文总字数：18677字

摘 要

肿瘤是指生物在某些致癌因子作用下，其局部细胞异常增殖形成的结块，这种结块会挤压其他正常细胞组织的生存空间。近年来，科学家发现一些气体如CO、NO、H₂S等对于癌症和心血管疾病有很好的治疗效果，CO可以引起线粒体功能障碍，有效抑制肿瘤细胞的增值，改善肿瘤微环境。光敏剂可以将特定激发波长的激发光的能量传递给周围环境中的氧气，从而产生活性氧自由基，导致肿瘤细胞衰亡或坏死。

本文将通过白蛋白共包裹IR780和羰基锰材料制成纳米粒，构建光控制释放CO气体纳米递药系统，达到CO气体有效治疗肿瘤的目的。

关键词：气体疗法 光动力疗法 纳米药物 控释

Preparation of light-controlled CO nanoparticles

Abstract

Tumor refers to the nodules formed by the abnormal proliferation of local cells under the action of certain carcinogens. Such nodules will squeeze the living space of other normal cell tissues. In recent years, scientists have found that some gases such as CO, NO, H2S, etc. have good therapeutic effects on cancer and cardiovascular diseases. CO can cause mitochondrial dysfunction, effectively inhibit the growth of tumor cells, and improve the tumor microenvironment. The photosensitizer can transfer the energy of the excitation light of a specific excitation wavelength to the oxygen in the surrounding environment, thereby generating active oxygen free radicals, leading to tumor cell death or necrosis.

In this paper, IR780 and carbonyl manganese materials were co-coated with albumin to make nanoparticles, and a nano-drug delivery system combined with photodynamic therapy and CO gas therapy was constructed to achieve the purpose of effective treatment of tumor.

Key words: Gas therapy; Photodynamic therapy; Nanomedicine; Controlled release

引 言

在医学上，癌症(cancer)通俗的说法就是恶性肿瘤，是现代人类社会中非常常见的一种致死率很高的疾病。肿瘤可能形成于人类机体的任何一个部位，是不受生理调节控制的病变细胞的恶性增殖，肿瘤细胞可以迅速增殖，挤压正常细胞比造成正常组织器官破坏衰亡。形成于间叶组织的恶性肿瘤统称为肉瘤，其他不同于此命名法的恶性肿瘤包括肾母细胞瘤、恶性畸胎瘤等。具有分化和增殖异常、生长失去控制、浸润性和转移性等特征，是一个多因子、多步骤的复杂过程，分为致癌、促癌、演进三个过程，与饮食不规律，作息不健康，长时间的吸烟喝酒，经常暴露于致癌环境中以及遗传等因素又密切的联系。

目前癌症的治疗方法主要是放疗、化疗和手术治疗等，放疗是通过各种不同波长的射线照射肿瘤，杀灭癌细胞，这是一种局部治疗方法；化疗是通过化学药物作用于细胞周期的某一阶段，是一种全身治疗方法；手术治疗是目前治疗癌症的主要方法之一，通过切除实体肿瘤达到治疗癌症的效果。常规的全身化学疗法在癌症治疗中会导致许多严重的不良反应和副作用，因为非靶向的抗癌药物会影响健康的正常细胞造成全身毒性，同时会导致耐药性。辐射线照射对癌细胞和正常细胞都会造成损伤；化疗药物通常不具有靶向性，极易造成患者全身毒性而导致严重的副作用。联合治疗策略可以相对降低一些毒副作用，具有合理设计和肿瘤靶向能力的药物递送系统可以作为联合疗法药物的理想载体^[1]。

最近研究发现一氧化碳(CO)作为一种内源性气体分子，可以杀死癌细胞而不会影响正常细胞。CO表现出显著的抗癌作用，被认为是一种有效的气体治疗分子。然而，CO气体疗法亦面临多方面的挑战，CO气体的不可控释放和蓄积存在潜在的中毒风险；目前已报道的CO气体疗法，CO释放量少，无法达到有效抑制肿瘤生长的目的。

故本课题将光敏剂IR780和羰基锰材料共包裹于人血清白蛋白制成纳米粒，近红外光照射纳米粒后温度升高，控制羰基锰材料定点定位释放CO，释放的CO发挥药理作用抑制肿瘤生长。定点定位控制释放CO气体可以减少对正常细胞和组织的毒性，因而相对放疗和化疗等传统癌症治疗方法副作用较少。

目 录

摘 要 I

Abstract II

引 言 III

第一章 绪论 1

1.1 本课题的研究背景和意义 1

1.2 CO气体疗法简介 2

1.2.1 CO作为临床药物的发展前景 2

1.2.2 CO的药理作用 2

1.2.3 CO气体疗法存在的问题及可能的解决方法 3

1.3 IR780和MnCO的基本介绍 4

1.3.1 纳米光敏剂IR780及光热疗法简介 4

1.3.2 CO释放分子MnCO简介 4

1.4 光控释CO纳米粒简介 6

1.4.1 纳米技术简介 6

1.4.2 本课题所制备纳米粒子简介 6

第二章 光控释CO纳米粒的制备及体外表征 8

2.1 实验所需仪器、材料 8

2.2 纳米粒的制备 8

2.3 纳米粒子的体外表征 8

2.4 温度测量 9

2.5 近红外响应性CO释放 9

第三章 实验结果与数据处理 10

3.1 HIM纳米粒子的粒径图 10

10

3.2 HIM纳米粒子的电位稳定图 11

11

3.3 HIM、MnCO和IR780紫外吸收图谱 11

3.4 HIM(IR780 20 μg ml^-1,40 μg ml^-1)和H₂O的温度变化图 12

3.5 HbCO和Hb紫外吸收图谱 13

结 论 14

参考文献 15

致 谢 18

第一章 绪论

1.1 本课题的研究背景和意义

目前，癌症仍是世界上主要的公共卫生问题，肿瘤是没有功能目的的细胞的异常生长形成的，并且这种异常增长的细胞可能扩散到相邻的细胞中，或临近的器官和身体的其他部位中。癌症的发展和转移，主要取决于癌细胞与其环境之间的双向的相互作用，从而形成了肿瘤微环境(TME)^[2]。肿瘤微环境是一个复杂的系统^[3]，不同的肿瘤微环境形成于癌症的不同发展阶段，并具有不同的功能，对肿瘤的发展和转移既有不利的影响，也有有利的影响^[4]。如何改善肿瘤微环境，是肿瘤治疗需要攻克的问题。

传统的癌症治疗方法主要是以肿瘤细胞为基础,包括手术切除、放射线治疗、化学疗法和免疫疗法等^[3]，然而传统的癌症治疗方法毒性大，副作用强，在杀死癌细胞的同时也会对人体的正常健康细胞造成不良影响，降低了患者的依从性和耐受性^[5]。化疗通常会导致多种副作用，如恶心、呕吐、腹泻和脱发；手术需要全身麻醉，并且需要几天或几周的住院时间，同时伴有高复发率^[6]。放射疗法可能导致的副作用包括腹泻、粘膜炎、皮肤病以及口干症等。

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