pH敏感性介孔二氧化硅复合纳米载体的制备与体外性能

发布时间：2020-06-02 16:01

【摘要】：制备生物相容性好,靶向药物载体及特定环境响应释放的载药系统已成为纳米药物载体领域的发展新趋势。介孔二氧化硅纳米粒子比表面积大,孔体积大,孔径孔容可调,具有载药量高的优点,但存在药物容易泄露、生物相容性差,药物肿瘤细胞摄取率低的缺陷。PEG及其磷脂衍生物有着良好的生物相容性且可生物降解,利用聚乙二醇2000(PEG2000)及聚乙二醇2000-二硬脂酰磷脂酰乙醇胺(PEG2000-DSPE)pH敏感性聚合物为修饰材料,大豆卵磷脂为表面活性剂,对介孔二氧化硅进行表面修饰,制备pH敏感性复合载体,不仅可以提高纳米粒的载药性能,并在弱酸性环境下释放药物,特别适合弱酸性的肿瘤细胞与组织的靶向给药。本文采用St?ber法制备出介孔二氧化硅纳米粒(MSNs),乳液扩散法制备PEG及其磷脂复合介孔二氧化硅纳米粒(PEG-MSNs和PEG-DSPE-MSNs),以盐酸阿霉素(DOX)为模型药物制备载药纳米粒(DOX-MSNs、DOX-PEG-MSNs、DOX-PEG-DSPE-MSNs),考察其体外释放与抗氧化性能。通过SEM、TEM、马尔文粒度分析仪、DSC、XRD、FT-IR,BET等仪器对实验药品进行表征,研究其形貌、粒径、物相、晶形结构、热力学性质,比表面积及孔径孔容的变化。对载药纳米粒(DOX-MSNs、DOX-PEG-MSNs、DOX-PEG-DSPE-MSNs)的包封率、载药量、体外释放性能、存储稳定性及抗氧化活性进行分析,评价载药纳米粒的释放行为及释放机理,并探索修饰后的介孔二氧化硅纳米粒对盐酸阿霉素抗氧化活性提升作用。结果表明,PEG-MSNs和PEG-DSPE-MSNs微观形貌呈现较规则球形,当PEG2000和PEG2000-DSPE比例适当时,修饰后的复合介孔二氧化硅纳米粒仍为典型的IV型介孔二氧化硅纳米粒子,具有较大的比表面积及孔容。且经过红外分析确认PEG聚合物已经有效的连在介孔二氧化硅骨架上,物相和晶型结构显示,PEG修饰后的介孔二氧化硅纳米粒,盐酸阿霉素能以无定形态或非结晶态吸附于介孔二氧化硅孔道内。同时PEG聚合物偶联到介孔二氧化硅的内外表面,既能与盐酸阿霉素以氢键结合防止药物泄露,又能与介孔二氧化硅的硅羟基结合,有效封堵介孔,起到“门控”作用,防止药物从孔道泄露。PEG2000和PEG2000-DSPE修饰后的复合介孔二氧化硅纳米粒其载药性能均提升,包封率分别为(68.60±0.85)%、(76.58±0.75)%,载药量分别为(9.02±0.04)%、(9.34±0.03)%。体外释放实验表明,PEG聚合物修饰后的介孔二氧化硅纳米粒在pH5.50及pH 6.50时体外释放遵循双相动力学模型,为扩散溶蚀协同释放,具有缓释,控释效果。PEG-DSPE修饰材料在酸性介质中发生质子化作用,酯键水解断裂,带动纳米粒变形破损甚至崩解,药物释放量显著提高,具有pH敏感触发释放效应,适用于药物肿瘤部位靶向输送。盐酸阿霉素经过介孔二氧化硅纳米载体负载后,其抗氧化活性进一步增强。结果表明,PEG及其磷脂聚合物功能化修饰的介孔二氧化硅纳米粒,保留了介孔二氧化硅大比表面积及大孔容的优良性能,同时赋予其pH敏感释放特性,复合后的介孔二氧化硅纳米粒具有较高的载药性能和良好的pH触发控释效应,为研究和开发缓控释药物载药体系提供了理论依据。
【图文】：

a:传统药物 b:缓释控释制剂图 1-1 不同时间，人体血药浓度变化Figure 1-1 The change of plasma concentration at different time.2.2 常用材料目前应用于纳米药物载体给药系统有脂质体、胶束、纳米金属材料、氧化石墨烯、枝状分子等[12-14]。纳米药物载体在体内循环时间及在不同器官的分布是由物理或者化作用控制的，载药粒子在体内传递途径及药物释放方式影响着药物的疗效[15]。脂质体细胞具有较好的亲和性，生物相容性较好，但性质不稳定，药物易泄露[16]。胶束是由亲性或多亲性嵌段共聚物在水溶液中自主装构成，胶束具有良好的生物相容性及穿透织的能力，对于难溶于水的药物更具与较好的负载能力[17]。纳米金属材料通常由核壳构组成，大小和形状容易控制，且具有良好的生物相容性，及优良的环境响应能力[18]。

pH 敏感性介孔二氧化硅复合纳米载体的制备与体外性能径可调，毒性较低等优点。介孔二氧化硅材料比表面积高且孔容较大，可以负载药物，酶和多肽等，在吸附，分离，医药，催化等领域得到了越来越广泛的应用[23-40]。Vallet-Regi等合成了不同孔径的 MCM-41，利用该载体负载药物，发现其中的布洛芬能缓慢释放出来，为介空二氧化硅纳米粒负载药物拉开了新纪元[41-43]。采用不同类型的修饰剂修饰介孔二氧化硅纳米粒，发现修饰剂中所含的官能团对复合载体的性能有着极大影响。Tang以介孔二氧化硅纳米粒为载体，用羧基对其修饰，且负载法莫替丁分子，发现介孔二氧化硅的载药量与修饰的羧基量有着密切关系，主要是羧基能和法莫替丁分子中的氨基偶联所致[44]。不同种类的官能团对介空二氧化硅进行功能化修饰可以对药物的释放性能进行控制。常用的一些药物如水溶性聚乙二醇、透明质酸，叶酸等可以改善介空二氧化硅的表面及孔道内外环境，通过外部环境如温度、pH 的改变，实现对药物的包封和释放。科学家通过有机-无机复合等方法，，制造出 pH 敏感性、酶响应性、温度响应性、氧化还原性，光敏感性等介孔二氧化硅药物控制释放系统[45-49]。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ460.1;TB383.1

【参考文献】

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本文编号：2693414