基于微流控技术一步制备包封原位形成硫化铋纳米粒的海藻酸盐微球及其光热效应

摘要

经导管肝动脉化疗栓塞（TACE）是中晚期肝癌患者的首选治疗方案，但仍然存在易复发和治疗不完全等不足。热疗作为一种补充治疗手段，可使肿瘤局部温度升高到42℃以上，直接杀死癌细胞，并可增加肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。因此，将热疗与TACE相结合有望改善肿瘤的治疗效果。近红外光（NIR）介导的光热治疗是利用光热剂在肿瘤部位将吸收的近红外光转化为热能，因温度升高而杀死肿瘤细胞的治疗方法，具有靶向性强、疗效高和副作用小等优点。本文基于液滴型微流控技术，一步制备了包封原位形成的光热试剂硫化铋纳米粒的海藻酸盐（Bi2S3@BCA）微球，该载药微球具有热疗、栓塞和化疗等多种功能，有望改善肿瘤的治疗效果。本论文主要研究内容和结果如下： 1.以聚二甲基硅氧烷和玻璃组成的液滴型微流控芯片为制备装置，以含硫源和海藻酸钠（ALG）的水溶液为分散相、以含有原位生成的CaCl2纳米粒（NPs）和表面活性剂的液体石蜡为连续相、以含有表面活性剂和Bi3+的水溶液为接收液，一步制备Bi2S3@BCA微球。研究不同的硫源及其浓度、接收液组成等对制备的微球形貌和稳定性的影响。根据结果，选定Na2S2O3（0.15mol/L）为硫源，其与2.0wt%海藻酸钠水溶液混合后作为分散相使用，以含有Span80(2.0wt%)和CaCl2NPs(0.8wt%)的液体石蜡为流动相，以含0.3mol/L Bi(NO3)3、0.1mol/L Ca(NO3)2、2.0wt%Tween20和2.0wt%Oπ-10乳化剂为接收液。分散相和流动相的流速分别为600μL/h和4800μL/h时，得到形貌规整、湿态粒径约为150μm的微球，适宜用作血管栓塞材料； 2.采用扫描电镜、透射电镜、X-射线光电子能谱等对Bi2S3@BAC微球的形貌和组成进行了表征。结果显示，微球中原位形成的Bi2S3纳米粒的粒径约为500nm。紫外-可见-近红外（UV-vis-NIR）光谱显示，制备的Bi2S3@BCA微球在NIR区有较强的吸收，这来自于微球中包封的Bi2S3纳米粒在NIR区的吸收。在功率密度为1.5W/cm2、波长为808nm的近红外激光下照射10分钟，10wt%的微球悬浮液的温度可升高65℃以上，即具有良好的光热效应，由此Bi2S3@BCA微球可用于肿瘤的热疗。且Bi2S3@BCA微球具有很好的光热稳定性。 3.通过静电吸附法制备负载盐酸阿霉素（DOX·HCl）的载药微球（DOX-Bi2S3@BCA），采用透析法研究NIR激光照射对载药微球药物释放行为的影响。结果显示NIR激光照射可促进微球中药物的释放。另外，细胞毒性实验表明，化疗联合光热治疗可显著提高对肿瘤细胞的杀伤力。因此所制备的Bi2S3@BCA微球兼具热疗、化疗和栓塞多种功能。

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