背景:磁响应水凝胶在骨组织工程中具有极大的优势,有利于微创、高效地促进成骨.目的:阐述磁响应水凝胶在骨组织工程领域的应用进展.方法:检索PubMed、Web of Science、万方和中国知网数据库检索相关文献,英文检索词为"Magnetic Hydrogels,Magnetic Nanoparticles,Superparamagnetic Nanoparticles,Fe3O4,SPIONs,Magnetic Fields,Bone Regeneration,Bone Repair,Bone Tissue Engineering";中文检索词为"磁性水凝胶、磁性纳米粒子、超顺磁性氧化铁纳米粒、磁场、氧化铁纳米粒、骨再生、骨重建、骨修复、骨组织工程",根据纳入与排除标准对所有文章进行初筛后,最终纳入60篇文章进行综述.结果与结论:①近年来由于磁性纳米粒子的出现,大量的磁响应支架材料被开发出来,其中,含有氧化铁纳米粒子和超顺磁性氧化铁纳米粒子的磁响应水凝胶力学性能突出、生物相容性良好,能够快速响应外部磁场,为种子细胞提供成骨所需的磁机械信号.②磁响应水凝胶可以作为载体精准调控生长因子的释放时机.③基于磁响应水凝胶的三维微环境培养平台下,磁响应水凝胶与细胞之间的界面磁力能够激活细胞表面敏感受体、增强细胞活性、促进新生骨质与宿主骨的整合.④可注射磁响应水凝胶能够应用于骨肿瘤的磁热疗以及生物成像领域.⑤目前,磁响应水凝胶有望模拟出天然骨组织中观察到的各向异性分层结构,然而关于磁响应水凝胶的研究大多集中于体外研究,与体内的局部微环境作用机制仍然不充分.⑥因此,目前基于磁性纳米粒子已经成功地应用于磁共振成像的示踪,未来有望在磁性纳米粒子的性能上优化,构建具有合适降解性能、机械性能和血管功能化的能够实时监测体内变化的磁响应水凝胶.

目的:制备包裹三氧化二砷的磁性微球,分别测量磁性微球中三氧化二砷和四氧化三铁的含量,并分析其磁性能.讨论包裹三氧化二砷的磁性微球的磁靶向性效果和临床应用的可能性.方法:采用化学共沉淀法制备四氧化三铁纳米铁磁粒子,采用w/o/w复乳法将纳米铁磁粒子和三氧化二砷包裹于聚D,L乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)高分子材料中制备成磁性微球,利用全谱直读等离子体原子发射光谱仪测量磁性微球的载药量,分别测量纳米铁磁粒子和磁性微球的磁滞回线,并检验磁性微球的磁分离效果.结果:纳米铁磁粒子和磁性微球的矫顽力和剩余磁化强度均接近零,但磁性微球的饱和磁化强度大大低于纳米铁磁粒子的饱和磁化强度.磁性微球的磁分离效果明显.结论:合成的磁性微球外壳由PLGA高分子材料组成,纳米级四氧化三铁分散于PLGA中,壳内是三氧化二砷水溶液.磁性微球具有超顺磁性和磁靶向性.

目的 探讨一种新型的包裹葡萄糖氧化酶(GOD)/超顺磁性四氧化三铁纳米粒(Fe3O4Nps)的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米粒子对视网膜母细胞瘤(RB)体外治疗的效果.方法 利用双乳化法制备包裹GOD/Fe3O4的PLGA纳米粒子,对其粒径大小、电位、外部形态和内部结构等相关表征进行检测.依据包含的不同纳米粒子设立空白对照组、Fe3O4/PLGA(PF)组、GOD/PLGA(PG)组、GOD/Fe3O4/PLGA(PFG)组;设立不同浓度(0、0.0625、0.125、0.25μg/ml)的PFG纳米粒子组,以验证其毒性作用.检测不同纳米粒子组与Y79细胞共孵育后对Y79细胞的毒性作用、存活情况及活性氧产生情况.结果 成功制备出包裹了GOD/Fe3O4的PLGA纳米粒子,其平均粒径为299.3 nm,形态均一呈圆形.纳米粒子与Y79细胞共孵育后被Y79细胞吞噬,产生大量活性氧;细胞毒性实验结果显示,PFG组Y79细胞存活率[(53.648±2.565)％]明显低于空白对照组[(100.028±4.491)％]、PF组[(97.782±17.520)％]、PG组[(87.438±3.537)％](F=21.226,P<0.01);0.25μg/ml的PFG纳米粒子组Y79细胞存活率[(51.770±1.529)％]明显低于对照组[(100.000±5.021)％]、0.0625μg/ml组[(85.723±6.903)％]、0.125μg/ml组[(74.535±8.282)％](F=34.593,P<0.01).激光共聚焦显微镜下观察,结果显示PFG组Y79细胞大量死亡.结论 成功制备了包裹GOD/Fe3O4的新型PLGA纳米粒子;该纳米粒子具有良好的活性氧产生能力,能杀死Y79肿瘤细胞,有望成为一种治疗RB的新方法.

为了探讨超顺磁性Fe3O4纳米粒子(superparamagnetic iron oxide nanoparticles,SPIONs)介导的磷脂酰肌醇3激酶γ(phosphatidylinositol 3kinaseγ,PI3Kγ)抑制表达调控的肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAM)对小鼠Lewis肺癌细胞(Lewis lung carcinoma,LLC)增殖和凋亡的影响,该研究构建了能启动巨噬细胞(macrophage,MФ)特异性表达PI3Kγ催化亚基p100siRNA的pSilencer-EGFP-SP-p110质粒,通过SPIONs负载成磁性纳米质粒复合物(SPIONs-DNA),在强磁作用下转染MФ,通过普鲁士蓝染色法检测SPIONs-DNA在细胞内的分布,Real-time PCR和Western blot检测细胞PI3Kγp110亚基的表达水平.建立M1、M2型MФ模型,将SPIONs-DNA在强磁作用下转染M2型MФ,通过Real-time PCR和Western blot鉴定细胞表型,明确M2型MФ转化为M1型的强度.采用Transwell系统建立SPIONs-DNA转染的M2型MФ与小鼠LLC细胞的共培养模型,通过锥虫蓝染色法检测LLC细胞的活细胞数并绘制细胞生长曲线,CCK-8法检测LLC细胞增殖情况,硝酸还原酶法检测共培养液上清中NO含量,流式细胞术检测LLC细胞凋亡情况.结果 显示,制备的SPIONs-DNA在强磁作用下成功转染MФ并大量分布在细胞胞核周围,SPIONs-DNA转染组细胞PI3Kγ p110 mRNA和蛋白表达水平显著低于空白细胞对照组(P＜0.05).建立的M1型MФ高表达iNOS(P＜0.001),M2型MФ高表达ARG-I(P＜0.001). M2型MФ转染SPIONs-DNA后细胞iNOS mRNA和蛋白的表达显著增加(P＜O.001),ARG-1 mRNA和蛋白的表达显著降低(P＜0.01).在共培养组中,SPIONs-DNA转染的M2型MФ组能大量分泌NO,LLC细胞生长和增殖能力显著降低(P＜0.05),凋亡率显著增高(P＜0.01).结果 表明,磁性纳米粒负载pSilencer-EGFP-SP-p110重组质粒能够特异性靶向抑制巨噬细胞PI3Kγ p110的表达,诱导M2型MФ转化为M1型;其转染的M2型MФ可显著抑制LLC细胞的生长和增值,促进细胞凋亡,这与其大量分泌NO有关.该磁性纳米质粒复合物可诱导TAM发挥抗肿瘤作用,为研究开发有效的抗肺癌基因治疗措施奠定基础.

目的 建立安全有效的抗肿瘤药物运载和控释方法.方法 采用化学包埋法,以超顺磁性Fe3 O4纳米粒子为磁核、ZrO2为壳层制备了MnO2封堵的磁性氧化锆纳米微球,差量法研究该纳米微球对化疗药物道诺霉素的运载情况,并通过MTT法对其抗肺癌活性进行评价.结果 成功制备了磁性介孔氧化锆纳米微球并实现对道诺霉素的高效运载;载体浓度高达100μg/mL时,对A549细胞无明显生物毒性;载药纳米微球在8 mmmol/L谷胱苷肽中的缓释率较同浓度其他溶质高出8～10倍,显示出灵敏的谷胱苷肽刺激响应性;此外,载药纳米微球(IC50为0.40 mmol/L)具有比自由道诺霉素(IC50为0.68 mmol/L)更高的体外抗肺癌活性.结论 二氧化锰封堵的磁性介孔氧化锆纳米体系在抗肿瘤药物的运载方面具有较大的应用潜力.

恶性肿瘤具有发病率高、病死率高及治愈率低等特点,常规全身化疗虽然能改善患者症状,但是不良反应发生率较高,导致患者远期预后较差.因此,研发恶性肿瘤靶向治疗药物对改善患者预后具有重要的意义.超顺磁性Fe3O4纳米粒子是一种新型纳米粒子,具有生物相容性好、可降解、尺寸易于调控、磁饱和强度较高的优点,在磁靶向药物载体、肿瘤热疗、细胞疗法、磁转染等生物医学领域都有着广泛应用.本文将介绍超顺磁性Fe3O4粒子的制备方法及其在恶性肿瘤治疗中的应用进展和未来展望.

目的 制备功能Fe3 O4-QDs/SiO2纳米粒子用于增强磁共振/荧光(MRI/FI)双模式成像.方法 采用反相微乳法制备功能化的Fe3 O4-QDs/SiO2纳米粒子,同时对其稳定性和MRI/FI双功能造影能力进行系统研究.结果 此方法制备的超小功能化的Fe3 O4-QDs/SiO2纳米粒子具有均一的尺寸,完整的核壳结构,杰出的时间稳定性,超顺磁性和强的荧光成像.结论 本实验制备的功能化的Fe3 O4-QDs/SiO2纳米粒子可作为一种出色的造影剂同时用于MRI和FI成像研究.