课题名称： 基于上转换纳米颗粒的纳米复合物
在肿瘤中的光动力学治疗
- 选题意义
癌症是危害人类健康的重大疾病之一，据统计，仅我国每年因患癌症导致死亡的人数就达到 180 万之多，成为危害国民健康的头号杀手。癌症之所以成为一直危害人类健康的头号疾病，这主要是因为在现有的人类医学水平范围内，癌症的很难在早期被精确的诊断出来，目前临床医学中癌症患者在发病确诊时通常已经处在晚期，甚至已经在体内发生大面积转移，从而错过了最佳的治疗阶段，治疗起来难度极大。近几十年来，人们一直致力于对肿瘤的早期诊断和治疗不懈的深入研究，在传统的手术、放疗、化疗的基础上发展了许多新兴的抗肿瘤疗法，如基因疗法、光动力疗法等。
光动力治疗癌症是现代癌症治疗的一种重要手段，具有微创性、不良反应小、靶向性高等优点。光动力学治疗中将光敏剂，一类本身稳定无毒性，但可以在特定波长光束照射下生成强氧化性物质单线态氧的有机分子，预先注入机体，由于肿瘤组织高吸收、低代谢，经一段时间特异性沉积在肿瘤组织。再以特定波长的光辐射激活药物，产生单线态氧和自由基等杀死肿瘤细胞，达到治疗目的。
然而，目前光动力治疗癌症仍然存在一些不足，比如：目前常用的光敏剂主要是卟啉衍生物，这些分子对肿瘤组织缺乏靶向性，在病灶难以富集达到有效浓度，影响治疗效果。而且，光敏剂分子多为疏水性分子，易团聚，在体内不易传输到病灶。此外，光敏剂需要吸收可见光，而可见光在人体组织的穿透能力较差，治疗不能深入到组织内部，多局限于表皮或浅组织区域的肿瘤部位。
以上这些缺点极大地限制了癌症光动力治疗的临床应用，而纳米技术的飞速发展为解决上述难题提供了新思路。近年来，越来越多的研究表明，利用上转换纳米材料最有可能解决上述难题。采用上转换纳米粒子作为光敏剂载体进行癌症光动力治疗具有许多优势：1）由于实体瘤的高通透性和滞留效应，上转换纳米粒子可以在肿瘤部位富集，并且可以在上转换纳米粒子表面修饰靶向分子，从而从被动靶向效应和主动靶向效应两个方面克服传统光动力学治疗靶向性不强的问题。2）经过表面修饰，可以得到亲水性的上转换纳米粒子。因而上转换纳米粒子可以作为载体负载疏水性的光敏剂分子，解决光敏剂易团聚及难以输运的问题。3）近红外光（波长通常在700～1 000 nm的范围）穿透深度比可见光的穿透深度大一个数量级，而且对正常组织和细胞具有较低的光毒性，因此是理想的光动力学治疗的光源。上转换纳米粒子可以被近红外光激光激发（980 nm），然后转换为可见光，再由可见光激发其负载的光敏剂，近红外光在体内的穿透能力强，可以克服光动力治疗难以深入组织内部的难题。4）通过改变掺杂稀土离子，上转换纳米粒子的发光从紫光到近红外都可调控，这样可以匹配不同吸收波长的光敏剂，充分利用现有光敏剂资源。5）近红外连续激光器小巧紧凑，能量高，价格便宜，为这种上转换纳米粒子的在光动力治疗实际应用提供了良好条件。由此可见，将以上转换纳米粒子为基础的复合多功能光敏纳米粒子引入光动力疗法，最有可能克服目前制约光动力治疗的诸多难题，推动光动力治疗癌症的发展。
因此，本课题目的是合成上转换纳米复合物，复合物由SOC（N-正辛基-Nrsquo;-琥珀酰基壳聚糖）外壳, RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸），UCNPs(上转换纳米粒子)，光敏剂组成，并在细胞水平进行肿瘤的光动力学治疗。
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