pH和葡萄糖刺激响应型介孔二氧化硅的控制释放研究

发布时间：2018-11-16 14:54

【摘要】：药物控制释放体系可以降低药物运输过程中的泄漏,减小药物的副作用,在到达病灶部位后再释放,可以提高药效,因此在生物医学领域具有广阔的应用前景。随着纳米技术的不断发展,很多纳米材料被作为药物载体用来构建控制释放体系,并用于疾病的治疗研究。介孔二氧化硅纳米颗粒(MSN)具有高的比表面积、可调的尺寸和孔径、容易合成和易于修饰、生物相容性好等许多特点,因此是一种良好的药物载体。为满足现代医学病灶部位控制释放药物的发展需要,近些年来已经发展了很多基于MSN的pH、温度、光照、小分子、磁场等刺激响应型控制释放的载药体系。相对于单一的刺激方式,多刺激响应控制释放体系,可以实现体系的多功能化。由于人体内不同组织的pH值不同,例如癌细胞、炎症组织等病变细胞组织处的微环境的pH值比人体内正常组织以及血液低,而肿瘤细胞内的溶酶体和内含体具有更低的pH。另外,糖尿病在全球范围内发病率普遍较高,表现为血糖浓度一直高于正常水平,并引起多种并发症,严重威胁人类的健康。肿瘤会引起人体内的血糖异常,而糖尿病患者持续的高血糖浓度会导致恶性肿瘤的患病风险增高。因此构建pH和葡萄糖双响应型的控制释放体系,在疾病的治疗中具有诱人的应用潜力和重大意义。基于此本文瞄准pH和葡萄糖响应型控制释放体系的构建,以MCM-41型MSN作为载体,用聚合物作为封堵剂,发展了两个pH和葡萄糖响应型的控制释放体系。具体如下:1.多羟基聚合物封堵的介孔二氧化硅的pH和葡萄糖刺激响应控制释放研究利用顺-1,2-二羟基的葡聚糖和顺-1,3-二羟基的聚乙烯醇作为封堵剂,苯硼酸修饰的MSN作为载体,设计了两种pH和葡萄糖双响应的控制释放体系。结果表明,这两种体系都能够对pH和葡萄糖响应。客体分子的释放速率和释放量同时受到溶液pH和葡萄糖浓度的影响。pH越低或者葡萄糖浓度越高,客体分子的释放速率和释放量越大。表现出良好的双刺激响应性,实现了体系的多功能化。并且该体系具有较好的生物相容性,为癌症和糖尿病的治疗研究提供了新的契机。2.p(DMAEA-VPBA)封堵的介孔二氧化硅的pH刺激响应控制释放研究用不同摩尔比例的丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(DMAEA)和对乙烯苯硼酸(VPBA)作为传感单元,通过原位聚合的方法共价修饰到MSN表面,构建了一系列pH响应型控制释放体系。由于DMAEA含有叔胺基团,在酸性条件下可以和质子结合,从而在该性条件下,聚合物带正电相互排斥和亲水性增加而打开介孔,使染料分子释放。叔胺基团的质子化是可逆的,因此可以通过调节pH的变化可逆地调控“门卫分子”的状态,从而控制介孔的开关。利用VPBA中的硼原子可以和DMAEA中的氮原子之间形成B???N键,增强颗粒表面聚合物链之间的相互作用,降低模式客体分子在中碱性条件下的泄漏。另外,利用苯硼酸和多羟基小分子化合物(葡萄糖、多巴胺、甘露糖、山梨醇)之间的结合,进一步减小聚合物链之间的缝隙,降低了染料分子的泄漏,改善了体系的释放性能,使之更有利于酸响应的肿瘤治疗研究。细胞毒性结果表明,该体系的生物相容性良好。因此为设计基于聚合物封堵介孔的pH响应型药物控制释放体系在降低药物泄漏方面提供了新思路。
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【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ127.2;TQ460.4

【参考文献】