壳聚糖—介孔二氧化硅载药纳米粒子的制备及性能研究

发布时间：2020-07-19 07:30

【摘要】：靶向药物体系对治疗我国高发性乳腺癌疾病具有重要意义。环境响应性微纳米药物载体包裹抗肿瘤药物体系具有独特的优势,不仅可以作为有效的载体保护药物分子不被降解,还可使药物在癌变部位靶向释放,增强药物疗效,减小毒副作用,在药物缓控释方面具有良好的应用前景。壳聚糖(Chitosan,CS)是p H敏感性的天然高分子,作为药物载体具有良好的生物相容性、可生物降解、无毒等优点。同时介孔二氧化硅(MSN)纳米粒子是一种具有良好生物相容性、热稳定性、较大的比表面积、无毒等优点的无机纳米药物载体。因此本文结合天然高分子和无机纳米粒子的优势,选用壳聚糖和介孔二氧化硅纳米粒子作为药物载体,制备了具有p H敏感性的壳聚糖-介孔二氧化硅载药纳米粒子,研究了载药纳米粒子的结构、形貌和释药性能。主要研究内容和结论如下:(1)以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法和双模板法制备了介孔二氧化硅纳米粒子。通过透射电镜观察了MSN的微观形貌,通过氮气吸脱附实验研究了介孔二氧化硅纳米粒子的结构,以及表面活性剂对其结构的影响。MSN基本呈规则的球形,粒径分布均匀。随着表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)浓度的增大,介孔二氧化硅纳米粒子的粒径随之增大,通过BET比表面积和孔体积分析可知,当CTAB的浓度为5.7 m M时,介孔二氧化硅纳米粒子的比表面积和孔体积较为适合作为药物载体。(2)以布洛芬(IBU)为模型药物,通过溶液扩散吸附法制备了负载药物的介孔二氧化硅纳米粒子MSN/IBU。通过氢键自组装的方法制备了具有p H响应性的CS/MSN/IBU纳米粒子。通过红外光谱和氮气吸脱附实验研究了载药纳米粒子的结构,用透射电镜和扫描电镜观察了载药纳米粒子的形貌和粒径,通过紫外分光光度计测定了纳米粒子的载药率。另外还研究了壳聚糖质量分数对载药率的影响。载药纳米粒子依然呈规则的球形或椭球形且粒径分布均匀。与MSN相比,载药纳米粒子的BET比表面积大副减小,这证明成功制备了载药纳米粒子。MSN对布洛芬52.8%,壳聚糖的质量分数为0.2%、0.4%、0.6%时,对布洛芬的载药率分别为22.2%、28.9%、38.4%。(3)载药纳米粒子药物释放性能和释放动力学研究。在模拟体温环境中,MSN/IBU在正常组织体液p H值(7.4)条件下的释药量较癌细胞p H值条件下的稍大,IBU的释放不具有p H响应性,释药模式分别为非Fickian扩散和典型的Fickian扩散。CS/MSN/IBU在p H 6.8的缓冲溶液中的释药量和释药速率明显高于p H 7.4下的,具有明显的p H刺激响应性。同时,CS/MSN/IBU的释药量和释药率随着壳聚糖质量分数的增大而减小。在p H 6.8的释药介质中,0.2%CS/MSN/IBU中IBU的释放为典型的Fickian扩散;0.4%CS/MSN/IBU中IBU的释放为非Fickian扩散;0.6%CS/MSN/IBU中IBU的释放为非Fickian扩散。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ460.1;TB383.1
【图文】：

微纳米,药物载体,类型

1 绪论放迅速，不具有控制释放作用。其优点主要是药物释放速度快，毒副作用小；可以增溶不同脂溶性的药物；药物分散性较好。微/纳米球[5]则是由天然高分子或者合成聚合物制备的固态胶体颗粒，药物可以通过溶解、吸附等方法负载在微纳米球上，具有缓释、靶向性、制备简单等优点，但在载体的制备过程中有一定的有机溶剂残留，且在一定程度上生物不相容，容易造成细胞毒性。纳米脂质体[6]是指将药物包封或负载于类脂质双分子层内而形成的微型泡囊体。纳米脂质体可负载亲水性药物或者亲脂性药物，具有良好的生物相容性和细胞组织相容性，同时具有缓释、靶向性等特点。纳米胶束[7, 8]是指同时含有亲水基团和疏水基团的两亲性嵌段共聚物在水中自组装形成的核-壳型纳米胶束。纳米胶束同时包含亲水基团和疏水基团，可对亲脂性或亲水性药物增溶或者包裹。

分子链结构,壳聚糖

构与纤维素相似，是地球上仅次于纤维素的第二大可再一的天然阳离子高分子，具有良好的生物相容性、生物、抗菌和促凝血等性能，并且无毒、价格便宜，在食品、农业、生物医学等领域应用广泛。壳聚糖独特的生物为最有前途的生物医用材料之一，特别是在药物释放载程等方面具有很大的应用前景。聚糖还具有其他一些优异性能，如免疫刺激特性、抑制物感染的抵抗力等。壳聚糖分子链上含有大量脂肪族伯胺可被质子化（胺的 pKa 为 6.3），呈阳离子性，可以形以和许多阴离子形成离子复合物。壳聚糖分子链上的大构随环境 pH 值和离子浓度的变化而变化，出现相应的敏感药物载体的理想材料。壳聚糖作为药物载体不仅可延长药物疗效、降低药物毒副作用、提高疏水性药物的给药途径，还可以大大加强载体的靶向给药能力[40-42]，学工程等诸多领域有着良好的应用前景[20, 43-45]。

温度敏感水凝胶

图 1.3 常见的 N-取代温度敏感水凝胶结构Fig. 1.3 Structures of common N-substituted temperature-sensitive hydrogelsunshen Liu 等[82]将两种具有生物相容性的接枝共聚物壳聚糖-g-聚烯酰胺（CS-g-PNIPAM）、羧甲基纤维素-g-聚氮异丙基丙烯C-g-PNIPAM）组装成具有温度敏感性的聚电解质（PEC）胶束作为的载体。PEC 胶束的结构为核-壳结构，即以带正电的壳聚糖与带纤维素由静电相互作用形成的结构为核，以具有温敏性的 PNIPAM PEC 胶束有较低温临界温度（37 ℃），与 PNIPAM 的较低温临℃）相比更符合人体温度，作为药物载体。o Yu 等[83]首先通过巯基化将壳聚糖改性为壳聚糖-4-硫代-丁-TBA），之后将 CS-TBA、羟基磷灰石（HA）、β-磷酸甘油酸二钠（β 原位凝胶合成法制备了一种新型的具有温度敏感性的水-TBA/HA/β-GP）。CS-TBA/HA/β-GP 水凝胶的敏感温度为 37 ℃，能模量和损耗模量，对药物具有长时间缓释性能。

【参考文献】