背景:肺癌是我国最常见的癌症类型之一,同时也是癌症死亡的主要原因。临床中,非小细胞肺癌的发病率和死亡率逐年上升,严重威胁着患者的健康。统计表明,大多数国家在2010-2014年时间范围内确诊的肺癌患者,五年生存率仅10-20%。然而,肺癌早期阶段病灶隐匿,症状轻微,进展迅速。肺癌患者一旦错过早期诊断的时间窗口,将无法接受手术切除的根治治疗,并极有可能接受放疗、化疗等毒副作用较高的治疗方法。其中,化疗药物的靶向性差、毒副作用高、对正常组织和器官的损伤很难避免,极大的限制了用药剂量和治疗效果。近年来,纳米技术的快速发展对医学和健康领域产生了极大的影响。将传统治疗方式和新兴纳米技术有效结合,开发新型的肺癌治疗方法,有助于增强靶向性、减轻毒副作用、提升治疗效果,有助于重塑肺癌个体化诊疗策略,改善预后,并延长患者寿命。目的:以负载化疗药物长春瑞滨(VRL)的聚多巴胺(PDA)对Fe_3O_4超粒子进行包覆,并进一步接枝靶向配体RGD肽,通过对纳米材料中功能组分的选择和结构的设计,构建生物相容性高、稳定性好、毒副作用低的靶向多功能复合超粒子,对复合超粒子进行全面的形貌、结构和功能表征。利用ERP效应驱动的被动靶向、靶向配体驱动的主动靶向和外加磁场驱动的磁靶向实现复合超粒子向肿瘤部位的富集;利用复合超粒子中的磁性组分Fe_3O_4实现点击此处MRI造影,对肿瘤进行定位;利用肿瘤微环境中化疗药物的响应性释放增强化疗的疗效并降低化疗药物的毒副作用;利用复合超粒子在近红外激光下的升温实现光热治疗。最终实现多种靶向作用下复合超粒子向肿瘤部位的富集和MRI引导的化疗和光热治疗的协同治疗,增强对非小细胞肺癌的诊疗效果。方法:将小尺寸的Fe_3O_4纳米粒子组装为Fe_3O_4超粒子并作为结构基础,在其表面包覆负载长春瑞滨的聚多巴胺壳层,并接LEE011细胞培养枝具有肿瘤靶向能力RGD肽,制备Fe_3O_4@PDA/VRL-RGD复合超粒子。材料学实验中,利用透射电镜、动态光散射激光粒度仪和傅里叶变换红外光谱仪等仪器对复合超粒子的形貌、尺寸、结构等参数进行表征;利用紫外可见近红外分光光度计、热电偶温度计、红外热像仪等仪器对复合超粒子的光热性能进行表征;利用磁滞回线测量仪、核磁共振波谱仪等仪器对复合超粒子的磁学性能进行表征;利用高效液相色谱仪等仪器对复合超粒子的药物负载能力和药物释放能力进行检测。细胞实验中,通过CCK-8实验、流式细胞术、Protein Analysis克隆形成实验和Western Blot等,验证Fe_3O_4@PDA/VRL-RGD SPs对人非小细胞肺癌细胞A549的杀伤作用,并探究其作用机制。动物实验中,通过血常规、肝肾功、主要器官的H&E染色等方法系统评价复合超粒子的生物安全性;在裸鼠皮下A549肺癌模型中,研究Fe_3O_4@PDA/VRL-RGD SPs在体内的药物代谢动力学行为、生物分布、MRI成像能力和对肿瘤的协同治疗效果。结果:成功制备了尺寸均一、分散性好、性质稳定的Fe_3O_4@PDA/VRL-RGD SPs复合超粒子。复合超粒子的平均直径为49.6 nm,表面电荷-37.4±0.6 m V,在多种溶剂中分散性好。复合超粒子中长春瑞滨的包封率和载药率分别为18.0%和15.3%,酸性环境和近红外激光的照射都能够促进长春瑞滨的释放。复合超粒子的光热转换能力良好,光热转换率为46.1%。复合超粒子不仅具备良好的磁性,能在外界磁场作用下定向移动,还具备磁共振成像造影能力,横向弛豫率高达348.7 m M~(-1)·s~(-1)。由于聚多巴胺壳层的引入,光热治疗能力得到增强的同时,Fe_3O_4@PDA/VRL-RGD SPs的毒性大大降低。多重靶向作用下,复合超粒子具有更高的生物利用率,血液循环半衰期和肿瘤富集率分别为4.84±0.74 h和8.22±0.51%ID/g。T_2加权的磁共振成像下,Fe_3O_4@PDA/VRL-RGD SPs展现了较好的造影能力,不仅能够标识出肿瘤部位,还能够显示肿瘤组织与正常组织的边界。在酸性的肿瘤微环境和近红外激光的刺激下,化疗药物从聚多巴胺壳层中响应性快速释放,实现对肿瘤组织的化疗的同时,还大幅度降低了对正常器官和组织的毒副作用。进一步联合近红外激光下的光热治疗,可有效消除肿瘤,且无复发。血常规、肝肾功能测试和主要器官的组织病理学分析证明了Fe_3O_4@PDA/VRL-RGD SPs具有良好的生物安全性。结论:在本研究中,我们针对非小细胞肺癌,成功制备了多功能复合超粒子(Fe_3O_4@PDA/VRL-RGD SPs)。多种靶向作用的协同有效提高了肿瘤区域纳米材料含量,减缓化疗药物的毒副作用,有助于提高纳米材料成像和治疗效果,实现对非小细胞肺癌诊疗一体化,在未来具有广阔的应用前景。多种靶向策略下多种治疗方式的结合,将为非小细胞肺癌的非手术治疗提供新的思路和方法。