走进纳米科学课程论文 F12051025120519039何子豪 上游充通大 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 走进纳米科学 The Brief Introduction of Nano Science 课程论文 THESIS OF CURRICULUM LO TONG UN 论文题目：纳米磁性载体一靶向缓释体系在 肿瘤治疗中的应用创新 学生姓名： 何子豪 学生学号： 5120519039 专业： 材料科学与工程 指导教师： 程先华 学院（系）： 机械与动力工程学院
走进纳米科学课程论文 F1205102 5120519039 何子豪 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 走进纳米科学 The Brief Introduction of Nano Science 课程论文 THESIS OF CURRICULUM 论文题目：纳米磁性载体－靶向缓释体系在 肿瘤治疗中的应用创新 学生姓名: 何子豪 学生学号: 5120519039 专 业: 材料科学与工程 指导教师: 程先华 学院(系) : 机械与动力工程学院
走进纳米科学课程论文 F12051025120519039何子豪 目录 摘要. .1 ABSTRACT.... 2 1.研究背景… 2 1.1肿瘤治疗现状… 1.2纳米壳聚糖、分子机器人的特性. 2 1.3纳米技术在当下治疗中的应用… 3 2.我的设想… 4 2.1利用自组装法制备具有顺磁性的壳聚糖载体 4 2.2如何实现分子机器人的靶向治疗 5 3.可行性分析 5 3.1纳米一靶向缀释体系相比于传统治疗方法有何优势 5 3.2基于磁性材料进行肿瘤靶向治疗的原理.… 5 3.3基于磁性壳聚糖进行肿瘤靶向治疗的优势 .6 参考文献 7 致谢 8 意见和建议 8
走进纳米科学课程论文 F1205102 5120519039 何子豪 目 录 摘 要.................................................................................................................................1 ABSTRACT.......................................................................................................................2 1.研究背景....................................................................................................................... 2 1.1 肿瘤治疗现状........................................................................................................2 1.2 纳米壳聚糖、分子机器人的特性........................................................................2 1.3 纳米技术在当下治疗中的应用...........................................................................3 2.我的设想.......................................................................................................................4 2.1 利用自组装法制备具有顺磁性的壳聚糖载体...................................................4 2.2 如何实现分子机器人的靶向治疗.......................................................................5 3.可行性分析................................................................................................................... 5 3.1 纳米——靶向缓释体系相比于传统治疗方法有何优势....................................5 3.2 基于磁性材料进行肿瘤靶向治疗的原理............................................................5 3.3 基于磁性壳聚糖进行肿瘤靶向治疗的优势.......................................................6 参考文献...........................................................................................................................7 致谢...................................................................................................................................8 意见和建议.......................................................................................................................8
走进纳米科学课程论文 F12051025120519039何子豪 纳米磁性载体一靶向缓释体系在肿瘤治疗中的应用创新 摘要 结合纳米技术，药物可以在人体内实现靶向缓释的治疗效果。目前己经有相 关研究指出了纳米壳聚糖具有较好的靶向缓释治疗效果，本文在此基础上进行了 进一步的大胆创新，以壳聚糖作为载体，通过分子结构设计，结合分子机器人技术， 进一步实现治疗的导向性和精确性。 关键词：纳米壳聚糖，分子机器人，靶向，缓释 ABSTRACT With the help of nanotechnology,drugs can be targeted and sustained released in the human body.The previous studies have indicated that the chitosan nanoparticles have a better targeted and release-controlled therapeutic effect.In this paper,I made a bold further innovation on the basis mentioned above--use chitosan as a carrier,through molecular structure design,combined with molecular robotics,further realize the orientation and accurate treatment. Key Words:Chitosan nanoparticles Molecular robotics,targeted release-controlled
走进纳米科学课程论文 F1205102 5120519039 何子豪 纳米磁性载体－靶向缓释体系在肿瘤治疗中的应用创新 摘 要 结合纳米技术，药物可以在人体内实现靶向缓释的治疗效果。目前已经有相 关研究指出了纳米壳聚糖具有较好的靶向缓释治疗效果，本文在此基础上进行了 进一步的大胆创新，以壳聚糖作为载体,通过分子结构设计,结合分子机器人技术， 进一步实现治疗的导向性和精确性。 关键词：纳米壳聚糖，分子机器人，靶向，缓释 ABSTRACT With the help of nanotechnology, drugs can be targeted and sustained released in the human body. The previous studies have indicated that the chitosan nanoparticles have a better targeted and release-controlled therapeutic effect. In this paper, I made a bold further innovation on the basis mentioned above——use chitosan as a carrier, through molecular structure design, combined with molecular robotics, further realize the orientation and accurate treatment. Key Words: Chitosan nanoparticles ， Molecular robotics ， targeted release-controlled
走进纳米科学课程论文 F12051025120519039何子豪 1.研究背景 1.1肿瘤治疗现状 肿瘤是机体在各种致癌因素作用下，局部组织的某一个细胞在基因水平上失 去对其生长的正常调控，导致其克隆性异常增生而形成的异常病变。 良性肿瘤一般通过手术治疗能够恢复健康，而目前治疗恶性肿瘤的手段主要 有手术切除、化学药物治疗和放射治疗。目前仅有25%左右的癌症病人得到治愈， 且化疗、放疗时间长，病人要承受较多的痛苦。因此，利用纳米技术，不但可以 更好地进行早期肿瘤的检测、诊断和治疗，也可以借助较小的尺寸实现治疗的导 向性，不但能非常有效地杀死肿瘤细胞，而且也缓解了患者因传统治疗方法而产 生的不适。 1.2纳米壳聚糖、分子机器人的特性 壳聚糖（见图1）是甲壳质脱乙酰化衍生物，广泛分布于甲壳类动物、昆虫和 部份微生物细胞壁中，目前是仅次于纤维素的第二大多糖类。由于纳米材料具有 独特表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应，纳米壳聚糖表现出了许多优异的 特性和全新的功能：不但具有抑菌、止血、镇痛、促进细胞生长和加速创面愈合 功能：还能促进体液免疫、加强自身生态调节：并用于细胞与组织的生长、调控 和诱导细胞分化与组织分化、生长，如皮肤、软骨和血管再造等。同时，纳米壳 聚糖的急性毒性、亚急性毒性、细胞毒、溶血、变态、抗原等试验均为阴性，具 有很高的生物相容性和安全性。 OH OH OH HO- HO- OH NH> NH NH> 图1壳聚糖分子式 由于壳聚糖具有优异的生物特性，目前己经在生物医学、化学化工、食品工 业、农业、环保治污等领域有了广阔的应用前景，成为全球开发研究的热点之一。 “分子机器人”（图2）指的是是根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计 制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”，其长度仅相当于1纳米左右。分 子机器人可以通过引入一些特定的变化来修饰特定的蛋白质，形成一个综合多种 功能的蛋白质分子，表现出特定的生物功能，实现细胞与基因的修复，清除肌体 深处的病毒、癌细胞等效果
走进纳米科学课程论文 F1205102 5120519039 何子豪 1.研究背景 1.1 肿瘤治疗现状 肿瘤是机体在各种致癌因素作用下，局部组织的某一个细胞在基因水平上失 去对其生长的正常调控，导致其克隆性异常增生而形成的异常病变。 良性肿瘤一般通过手术治疗能够恢复健康，而目前治疗恶性肿瘤的手段主要 有手术切除、化学药物治疗和放射治疗。目前仅有 25%左右的癌症病人得到治愈， 且化疗、放疗时间长，病人要承受较多的痛苦。因此，利用纳米技术，不但可以 更好地进行早期肿瘤的检测、诊断和治疗，也可以借助较小的尺寸实现治疗的导 向性，不但能非常有效地杀死肿瘤细胞，而且也缓解了患者因传统治疗方法而产 生的不适。 1.2 纳米壳聚糖、分子机器人的特性 壳聚糖（见图 1）是甲壳质脱乙酰化衍生物，广泛分布于甲壳类动物、昆虫和 部份微生物细胞壁中，目前是仅次于纤维素的第二大多糖类。由于纳米材料具有 独特表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应，纳米壳聚糖表现出了许多优异的 特性和全新的功能：不但具有抑菌、止血、镇痛、促进细胞生长和加速创面愈合 功能；还能促进体液免疫、加强自身生态调节；并用于细胞与组织的生长、调控 和诱导细胞分化与组织分化、生长，如皮肤、软骨和血管再造等。同时，纳米壳 聚糖的急性毒性、亚急性毒性、细胞毒、溶血、变态、抗原等试验均为阴性，具 有很高的生物相容性和安全性。 图 1 壳聚糖分子式 由于壳聚糖具有优异的生物特性，目前已经在生物医学、化学化工、食品工 业、农业、环保治污等领域有了广阔的应用前景，成为全球开发研究的热点之一。 “分子机器人”（图 2）指的是是根据分子水平的生物学原理为设计原型,设计 制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”,其长度仅相当于 1 纳米左右。分 子机器人可以通过引入一些特定的变化来修饰特定的蛋白质，形成一个综合多种 功能的蛋白质分子，表现出特定的生物功能，实现细胞与基因的修复，清除肌体 深处的病毒、癌细胞等效果
走进纳米科学课程论文 F12051025120519039何子豪 图2分子机器人工作示意图 分子机器人的研发目前仍处于初级阶段，但是其已成为当今科技的前沿热点 之一，相信到21世纪中叶，纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。 1.3纳米技术在当下治疗中的应用 利用纳米材料独特的表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应，传统的生物 医学材料具有了更好的生物相容性和力学性能，并具有独特的性能。目前，纳米 生物材料己经在止血材料、骨科移植材料、血管支架材料等领域均已展现出了其 独特的优势，并在利用纳米生物传感器对疾病进行早期检测、利用纳米微机械修 复人体细胞和组织等方面有了初步应用探究。 随着纳米技术研究不断的深入发展，纳米生物医用材料作为纳米材料与生物 医用材料的交叉，展现出巨大的潜在应用价值。尽管目前纳米材料在应用方面还 存在各种问题，但是，随着科学技术的不断进步，我相信这些问题终将会得到逐 步解决。 2.我的设想 2.1利用自组装法制备具有顺滋性的壳聚糖载体 通过对壳聚糖进行改性，使之具有顺磁性，从而来制备合适的载体以其来包 裹药物。 磁性纳米粒子（图3）具有粒径小、超顺磁性、低毒性等优良特性，但是，磁性 纳米粒子之间强烈的磁性偶极-偶极之间的吸引力导致磁性粒子容易发生聚集。因 此，如果可以利用具有良好生物相容性的壳聚糖对磁性纳米粒子进行修饰和功能 化，形成以壳聚糖为壳、磁性粒子为核的球状结构粒子，那么就可以提高磁性纳 米粒子的稳定性。 S480010.0kV9.0mmX30.0kSE(M9/9/2008 图3磁性纳米粒子 目前应用最为广泛的制备磁性壳聚糖微球的方法是乳化交联法，将℉304在
走进纳米科学课程论文 F1205102 5120519039 何子豪 图 2 分子机器人工作示意图 分子机器人的研发目前仍处于初级阶段，但是其已成为当今科技的前沿热点 之一，相信到 21 世纪中叶，纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。 1.3 纳米技术在当下治疗中的应用 利用纳米材料独特的表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应，传统的生物 医学材料具有了更好的生物相容性和力学性能，并具有独特的性能。目前，纳米 生物材料已经在止血材料、骨科移植材料、血管支架材料等领域均已展现出了其 独特的优势，并在利用纳米生物传感器对疾病进行早期检测、利用纳米微机械修 复人体细胞和组织等方面有了初步应用探究。 随着纳米技术研究不断的深入发展，纳米生物医用材料作为纳米材料与生物 医用材料的交叉，展现出巨大的潜在应用价值。尽管目前纳米材料在应用方面还 存在各种问题，但是，随着科学技术的不断进步，我相信这些问题终将会得到逐 步解决。 2.我的设想 2.1 利用自组装法制备具有顺磁性的壳聚糖载体 通过对壳聚糖进行改性，使之具有顺磁性，从而来制备合适的载体以其来包 裹药物。 磁性纳米粒子（图 3）具有粒径小、超顺磁性、低毒性等优良特性,但是,磁性 纳米粒子之间强烈的磁性偶极-偶极之间的吸引力导致磁性粒子容易发生聚集。因 此,如果可以利用具有良好生物相容性的壳聚糖对磁性纳米粒子进行修饰和功能 化，形成以壳聚糖为壳、磁性粒子为核的球状结构粒子，那么就可以提高磁性纳 米粒子的稳定性。 图 3 磁性纳米粒子 目前应用最为广泛的制备磁性壳聚糖微球的方法是乳化交联法，将 Fe3O4 在