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聚乙二醇修飾星狀金奈米粒子於荷卵巢癌小鼠動物模式之藥物動力學探討及光熱治療療效評估

為了解決小分子水ptt的問題，作者張鐙元 這樣論述：

中文摘要目的：星狀金奈米粒子(gold nanostar, AuNS)具有高光熱轉換能力，可應用於腫瘤光熱治療(photothermal therapy, PTT)。本研究於聚乙二醇修飾星狀金奈米粒子(PEGylated gold nanostar, pAuNS)表面標誌放射性同位素銦-111，探討pAuNS於荷卵巢癌動物模式之生物行為，作為光熱治療療程設計參考，藉由量測腫瘤大小、分子造影(18F-FDG/PET)及免疫染色切片等方式評估聚乙二醇修飾之星狀金奈米粒子輔助光熱治療(pAuNS-mediated PTT)於荷卵巢癌動物模式之療效。材料與方法：調控HEPES buffer與四氯金酸

(chloroauric acid)的比例、溫度及混合均勻度等，可合成最大吸收波長在近紅外光區域之AuNS，於表面修飾聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)得到PEGylated AuNS (pAuNS)，利用紫外光可見光儀、動態光散射儀及穿透式電子顯微鏡分析其物化特性。以793 nm近紅外光雷射照射不同濃度之pAuNS溶液，評估其光熱(photothermal)特性與計算光熱轉換效率。以MTT試驗評估pAuNS及細胞內和細胞外光熱治療對SKOV-3人類卵巢癌細胞之毒殺效應。pAuNS與金屬螯合劑結合DTPA得DTPA-pAuNS，再標誌放射性銦-111生成111In-D

TPA-pAuNS，標誌效率達90%，純化後放射化學純度及產率分別為>95.0%及71%。於生理食鹽水(4°C和37°C)和胎牛血清(37°C)中培養72小時，放射化學純度仍>90%，顯示體外穩定性高。經尾靜脈注射111In-DTPA-pAuNS於荷SKOV-3皮下腫瘤小鼠進行藥物動力學、生物分布試驗及microSPECT/CT造影，再於相同荷腫瘤小鼠進行pAuNS-mediated PTT，利用腫瘤生長曲線、18F-FDG PET/CT、小鼠體重及免疫組織切片染色等評估腫瘤治療療效及對正常組織的傷害。結果：HEPES與四氯金酸(chloroauric acid)莫耳比為350，可製備粒徑為4

0.8±3.6 nm之AuNS，最大吸收峰值(Max)791 nm，修飾PEG後得到pAuNS，粒徑大小及Max分別為50.5±0.9 nm及823 nm。pAuNS溶液經793 nm雷射(1.0 W/cm2)照射後，溶液升溫速率隨pAuNS濃度上升而增加，光熱轉換效率約81%。SKOV3細胞與pAuNS (0~200 ppm)共培養48小時，均可維持>80%細胞存活率，顯示pAuNS生物毒性低。光熱細胞毒殺試驗結果顯示，培養液中pAuNS須達12.5 ppm以上，雷射照射後溫度達50°C (約升溫25°C)或更高方有毒殺效果；細胞於含12.5 ppm pAuNS之培養液中培養24小時，細

胞攝取pAuNS濃度可達116 ppm，經雷射照射可於細胞內產生局部高溫，故有明顯的光熱毒殺效應。藥物動力學實驗結果顯示，111In-DTPA-pAuNS於血液的分布及排除相半衰期分別為2.06及441.6小時；生物分布結果顯示靜脈注射後1小時，富含網狀內皮系統器官(如肝臟、脾臟與骨髓)即有顯著放射活度積聚，注射後1、4、24、48及72小時腫瘤積聚量分別為1.78 ± 0.48、1.74 ± 1.17、0.99 ± 0.38、0.57 ± 0.39及0.53 ± 0.28 %ID/g，依111In-DTPA-pAuNS比放射活度估算得腫瘤內金濃度為4.17 ± 1.13、4.08 ± 2.7

4、2.32 ± 0.89、1.34 ± 0.91及1.24 ± 0.66 ppm，相同腫瘤組織樣品，待其放射性衰變至背景值後，以ICP-MS計測得腫瘤內金元素濃度分別為4.01 ± 1.14、6.66 ± 4.77、5.07 ± 1.72、3.74 ± 2.15及4.70 ± 2.60 ppm。由生物分布結果計算得到的腫瘤-肌肉比(tumo-to-muscle ratio, T/M)，與由microSPECT/CT影像圈選ROI所得結果一致，均於注射後24小時達最高。腫瘤切片銀染結果顯示，pAuNS於注射後24小時明顯積聚於腫瘤血管周邊，小鼠體重測量及免疫組織染色切片檢驗結果，皆未發現正常器

官損傷。pAuNS-mediated PTT組別小鼠經尾靜脈施打10 mg pAuNS /kg b.w，24小時後以793 nm近紅外光雷射(1.0 W/cm2)照射3分鐘，熱像儀測得腫瘤區域表面溫度高達55°C (約升溫20°C)，雷射照射治療後4天腫瘤壞死並逐漸萎縮，判斷除腫瘤區域的高溫直接傷害到腫瘤組織外，腫瘤血管週邊積聚相當濃度的pAuNS，經雷射照射造成局部顯著升溫，血管受損導致腫瘤壞死，pAuNS-mediated PTT組治療後40天有60 %的小鼠未觀察到腫瘤復發。治療後第28天18F-FDG PET/CT造影顯示PTT組之腫瘤18F-FDG攝取明顯低於控制組、雷射組及聚乙二醇

修飾之星狀金奈米粒子組。結論：研究結果顯示利用HEPES還原可製備具高生物相容性和高光熱轉換效率的星狀金奈米粒子AuNS。111In-DTPA-pAuNS可替代pAuNS用於探討其體內生物分布行為，所得結果並用於規劃荷皮下卵巢瘤小鼠之pAuNS-mediated PTT療程，結果顯示pAuNS配合近紅外光雷射具有腫瘤光熱治療之應用潛力。