恶性肿瘤是威胁人类健康的重要疾病,其临床治疗方法多为手术切除。然而,对于某些转移病灶,无法进行手术治疗,因此发展新型治疗方法,有效消融恶性肿瘤成为了研究人员的关注焦点。随着对恶性肿瘤研究的深入,人们发现肿瘤组织中除了肿瘤细胞,还存在肿瘤血管。密集丰富的肿瘤血管作为营养物质的输送通道,促使了恶性肿瘤飞速疯长。如果能阻断营养输送,阻止血管生成,有望从根本上实现肿瘤消融。自1971年以来,哈佛大学佛克曼教授就提出了切断肿瘤血管,饿死肿瘤的理论。这种“血管阻断疗法”就是利用各种途径阻断癌症细胞的营养供应来饿死癌细胞。其主要策略包括:抑制肿瘤中新血管的形成;通过栓塞阻断肿瘤血管的输血和供氧功能;抑制肿瘤细胞的代谢过程。目前,许多肿瘤血管生成抑制剂已被应用于临床,如索拉非尼、舒尼替尼、阿帕替尼等。然而,血管抑制剂作为一种口服小分子药物,水溶性差,导致胃肠道吸收效率较低,影响治疗效果。许多血管栓塞剂,如凝胶、硅化镁纳米颗粒和二氧化碳气体,能在短时间内发挥效果,然而肿瘤具有较强的突变能力和适应性,单一阻断疗法的疗效并不理想,很难通过血管栓塞剂的使用达到优异的抗肿瘤效果。因此,仍然需要开发一NN2211溶解度种新型血管阻断的协同治疗策略以实现理想的肿瘤治疗效果。水凝胶,尤其是智能响应水凝胶,作为一类新兴的生物材料,由于其优异的生物相容性和出色的药物递送能力,在生物医学应用中显示出巨大的前景。传统温敏凝胶机械强度差的劣势严重限制了它的生物应用。纳米复合水凝胶的出现可以有效解决传统水凝胶机械应力不足的问题,在低纳米材料含量下就能实现机械性能的显著增强。研究表明,层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxide,LDHs)作为一种典型的二维纳米材料,其层板表面富含氢键,有望在低含量下通过编织三维网络构建纳米复合水凝胶。基于上述研究思路,我们合成了一种新型的近红外响应可注射型纳米复合水凝胶,能够实现近红外光响应的药物的控制释放并通过光热效应增强使其凝胶收缩挤压血管,阻断营养供应,实现肿瘤精准治疗。本论文的研究内容和相关结果如下:1.利用纳米增强效应制备了近红外响应的LDHs基纳米复合水凝胶我们首先通过简单共沉淀合成了单层MgAl-LDH纳米片,随后通过Cu2+取代Mg2+和A13+,经简单硫化后在MgAl-LDH层板上原位生长CuS纳米点。随后,我们在LDH-CuS表面通过分子间作用力(静电引力)结合SOR(血管抑制剂,可以靶向VEGF阻断新生血管生成)。最后通过自由基聚合制备纳米复合水凝胶SOR@LDH-CuS/PNIPAAm(简写为SOR@L/P)。通过一系列结构表征,如TEM、SEM、XRD、XPS,紫外等一系列表征手段,证明了纳米复合水凝胶的成功合成。基于LDH-CuS在NIR区优异的吸收能力,我们通过光热测试证明LDH-CuS以及纳米复合水凝胶SOR@L/P 同样展现出优异的近红外响应性能,在三次近红外光照下药物累积释放量可达到80%。我们也对不同LDH-CuS含量的SOR@L/P进行了力学、流变性能的测试,证明了纳米材料的加入可增加水凝胶的交联位点,使得机械性能提高2-4倍。上述实验结果证明我们合成的SOR@L/P纳米复合水凝胶可以实现SOR的近红外控制释放,并有望通过凝胶收缩挤压肿瘤血管阻断血供,在双重血管阻断作用下进行肿瘤治疗。2.NIR响应纳米复合水凝胶抗肿瘤体系体内外抗肿瘤效果研究通过体外血管收缩实验以及体内的血流显像证明这种纳米增强的水凝胶可以阻断血液与营养物质向肿瘤部位的输送。然后评价了 L/P凝胶材料对三种癌细胞(Hela、4T1、HepG2)的生物相容性,在高LDH-CuS浓度下仍能保持95%以上的存活率,证明该类凝胶材料优异的生物相容性。紧接着我们利用HepG2细胞对SOR@L/P进行了细胞毒性的验证,SOR@L/P+NIR组细胞存活率显著下降,仅为13%,远低于对照组。MTT、PI/CA活死细胞双染、流式细胞术分析实验结果与上述实验结果相匹配,证明SOR@L/P优异的抗肿瘤性能。最后,采用HepG2荷瘤小鼠进行活体研究,荧光成像结果表示水凝tissue biomechanics胶在可以在肿瘤部位长期保留,证明凝胶的稳定性,同时也为肿瘤的精准治疗提供了实验基础。随后对小鼠进行随机分组,分别为,(1)PBS、(2)L/P、(3)L/P+NIR(4)SOR、(5)SOR@L/P、(6)SOR@L/P+NIR我们通过监测小鼠肿瘤的生长情况,证明SOR@L/P在1064nm激光照射下对肿瘤具有良好的治疗效果,并且大大提高小鼠存活率。综上所述,我们制备了一种兼具抑制血管生成、阻断血液营养供应的双重Pidnarulex说明书性能的近红外响应纳米复合水凝胶SOR@L/P,解决了单一模式饥饿治疗难以彻底清除癌细胞的难题,实现了多模式高效饥饿治疗。