基于二硫键载药的药物控制释放系统的制备和应用研究

发布时间：2017-05-20 06:11

  本文关键词：基于二硫键载药的药物控制释放系统的制备和应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：药物控制释放系统(CDDS)可以实现药物在病灶部位的靶向释放,从而降低药物的毒副作用、提高药效,因此在生物医药领域具有广阔的应用前景。理想的CDDS要求负载的药物在到达病灶部位之前零释放；而在到达目标之后尽可能多地释放出负载的药物。近年来,有关CDDS的研究取得了许多进展,诸如具有磁靶向性、pH响应性、温度响应性、氧化-还原响应性等各种药物控释及缓释体系都已见相关报道。然而,常见的载药体系通常存在难以实现零释放或者释药率太低的缺点。因此,对药物控释体系的探索仍具有很高的研究意义。 有序介孔材料因其具有巨大的比表面积、稳定的孔结构、可调节的孔径、规则的孔道结构和易于修饰的内、外表面等特点,被视为负载各种形状、大小以及功能化分子的理想载体。以介孔二氧化硅为核的复合微球在药物控释领域更是有重要的应用。二硫键具有在体内血液循环过程中可以长期稳定存在,而当其进入肿瘤细胞后才发生断键反应的特点。因此,通过二硫键载药可以在理论上实现药物在到达病灶部位之前“零释放”。本论文将介孔材料与二硫键有机结合,制备了三种药物负载方法不同的药物控释体系,并研究了各个体系药物释放的特点。具体工作如下： 一、用共缩合法合成了表面带有大量巯基的介孔二氧化硅微球,通过元素分析及TGA可以计算出微球表面巯基的含量约为2.5×10-3mol/g。之后,在甲醇中,通过巯基与巯基乙胺之间的反应在微球表面修饰了二硫键,并在实验过程中探讨了反应固含量、投料比等因素对二硫键生成反应的影响。接下来,通过微球表面氨基与荧光分子FITC的反应,可以对微球表面的二硫键进行标记。当二硫键断裂以后,FITC就会从体系中释放出来,用荧光、紫外对环境中FITC进行检测就可以得知二硫键的断裂情况。通过对比实验发现,修饰在介孔二氧化硅微球表面的二硫键具有在PB缓冲液中不发生断裂,而当环境中存在2mM的谷胱甘肽溶液时,才会发生断裂的特性。 二、以介孔二氧化硅微球(MSN)为核,用蒸馏沉淀聚合的方法在微球表面包覆了聚丙烯酸(PAA)壳层。通过TGA计算出体系中PAA壳层所占的比例为35.6%。从样品的BET结果得知,在修饰聚合物以前,MSN的比表面积为1034cm2/g,修饰聚合物以后则变为225cm2/g,说明聚合物壳层可以将介孔的大部分孔道堵住。然后,在PB缓冲液中,通过氢键和静电吸附作用在孔道及壳层中负载抗肿瘤药物阿霉素(DOX),同时,通过胱胺(中间为二硫键)上的氨基与PAA链上羧基的反应而将聚合物链交联起来。因此,负载在介孔孔道中的药物就难以穿过致密的聚合物壳层从体系中释放出来,并且载药率可高达40.2%。通过实验证明,在pH=7.4条件下,当环境中不存在谷胱甘肽时,体系中的DOX难以释放,只有在2mM的谷胱甘肽溶液中,DOX才会从体系中缓慢释放出来,最高释药率为49.4%。在pH=5.0条件下,由于DOX在水中的溶解性急剧增加,聚合物壳层难以阻止药物从载体中释放出来,即使不加谷胱甘肽释药率也达到53.1%。但在添加了谷胱甘肽后,释药率可以进一步增大,说明体系同时具有pH及氧化-还原响应性。 三、合成了磁性/氧化-还原双重响应性的复合微球载药体系。首先,制备了柠檬酸稳定的磁流体,并通过stober方法在其外表面包覆了二氧化硅壳层,得到了Fe3O4@SiO2微球。接下来,在Fe3O4@SiO2微球表面包覆了不同的聚合物壳层,分别得到了Fe3O4@SiO2@PAA和Fe3O4@SiO2@PHEMA微球。然后,通过氢键和静电吸附作用在两种样品的聚合物壳层中吸附了抗肿瘤药物DOX,与此同时,用带二硫键的交联剂将聚合物壳层交联起来,药物就被限制在致密的聚合物的壳层结构中难以释放。Fe3O4@SiO2@PAA和Fe3O4@SiO2@PHEMA体系的载药率分别为24.9%,15.5%。通过药物释放实验发现,虽然这类体系与MSN@PAA载药机理略为不同,但通过二硫键也可以实现氧化-还原响应性。
【关键词】：药物控制释放 二硫键 介孔材料 阿霉素 聚丙烯酸 聚羟乙基甲基丙烯酸酯
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH789
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 绪论10-40
• 1.1 药物控制释放系统概述10
• 1.2 纳米材料在药物控释释放领域的应用10-23
• 1.2.1 pH响应性药物控释体系12-15
• 1.2.2 温度响应性药物控释体系15-17
• 1.2.3 氧化-还原响应性药物控释体系17-21
• 1.2.4 磁响应性药物控释体系21-23
• 1.3 介孔二氧化硅材料用作药物控释体系23-30
• 1.3.1 介孔二氧化硅微球体系24-27
• 1.3.2 介孔二氧化硅/聚合物复合体系27-30
• 1.4 论文设计思路30-31
• 1.5 参考文献31-40
• 第二章 二硫键修饰的介孔二氧化硅微球的制备与表征40-55
• 2.1 引言40-42
• 2.2 实验部分42-44
• 2.2.1 原料与试剂42-43
• 2.2.2 巯丙基功能化的介孔二氧硅微球的制备43
• 2.2.3 扩孔后的巯丙基功能化的介孔二氧硅微球的制备43
• 2.2.4 有序介孔二氧化硅球进行表面二硫键修饰43
• 2.2.5 谷胱甘肽对微球上二硫键断键的影响的研究43-44
• 2.2.6 测试仪器44
• 2.3 结果与讨论44-51
• 2.3.1 巯丙基功能化的介孔二氧化硅微球44-46
• 2.3.2 扩孔后的介孔二氧化硅微球46-48
• 2.3.3 介孔二氧化硅微球表面二硫键的修饰48-50
• 2.3.4 谷胱甘肽对微球上二硫键的影响50-51
• 2.4 本章小结51-52
• 2.5 参考文献52-55
• 第三章 具有氧化-还原响应性的介孔二氧化硅/聚合物复合微球的制备及其载药研究55-74
• 3.1 引言55-56
• 3.2 实验部分56-60
• 3.2.1 原料与试剂56-57
• 3.2.2 制备表面带双键的介孔二氧硅微球57-58
• 3.2.3 微球表面修饰聚丙烯酸壳层58
• 3.2.4 载药实验58
• 3.2.5 药物释放实验58-59
• 3.2.6 细胞毒性实验59
• 3.2.7 测试仪器59-60
• 3.3 结果讨论60-71
• 3.3.1 二氧化硅/聚丙烯酸复合微球的制备60-64
• 3.3.2 药物负载及体外释放实验64-69
• 3.3.3 细胞毒性实验69-71
• 3.4 本章小结71
• 3.5 参考文献71-74
• 第四章 具有磁/氧化-还原双重响应性的多功能复合微球的制备及其载药研究74-87
• 4.1 引言74-75
• 4.2 实验部分75-78
• 4.2.1 原料与试剂75-76
• 4.2.2 Fe_3O_4@SiO_2复合微球的制备76
• 4.2.3 Fe_3O_4@SiO_2@polymer复合微球的制备76-77
• 4.2.4 载药实验77
• 4.2.5 药物释放实验77
• 4.2.6 仪器测试77-78
• 4.3 结果讨论78-85
• 4.3.1 Fe_3O_4@SiO_2@polymer复合微球的制备及表征78-82
• 4.3.2 药物负载及体外释放实验82-85
• 4.4 本章小结85
• 4.5 参考文献85-87
• 在校期间论文发表情况87-88
• 致谢88-90

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