有序结构氧化石墨烯在药物负载和缓释中的应用研究

发布时间：2020-05-23 23:16

【摘要】：氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)具有丰富的含氧官能团,比表面积较大,生物相容性良好,且可在水中稳定分散,因此在生物医药领域得以广泛研究。但是它在磷酸盐缓冲液(phosphate buffer solution,PBS)中易于沉积,从而影响其载药特别是释放性能,因此,对GO进行PBS中分散稳定性的改善是必要的。为进一步提高GO的比表面积,同时通过有序纳米结构调控药物分子的释放速率,利用溶致液晶为软模板制备了具有高度有序纳米结构的GO,并以此为载体,以盐酸阿霉素、5-氟尿嘧啶及多烯紫杉醇为模型药物,研究其载药、缓释性能。采用聚氧乙烯类表面活性剂分别与GO水分散液构建不同结构的溶致液晶相(层状纳米结构、六方纳米结构),脱除模板分子后得到与模板结构互补的层状或六方有序结构GO。以市售GO及制取的有序纳米结构GO为载体,研究其对三种药物的载药和缓释性能。利用聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)对GO进行表面改性以提高其在PBS中的分散稳定性,从而改善药物的缓释性能。采用偏振光显微镜(POM)和低角度X射线衍射(Lowangle XRD)表征脱除模板前后溶致液晶相的纳米结构;利用拉曼光谱(Raman Spectraometry)分析有序结构GO的缺陷密度;利用紫外光谱仪及模拟体外释放实验测定载体的载药能力及药物缓释性能;用扫描电子显微镜(SEM)观察载体形貌;通过接触角测量仪分析样品极性变化;采用紫外光谱仪观察样品的分散稳定性;利用傅里叶红外光谱(FTIR)表征GO接枝PEG前后官能团的变化。得到的主要结论如下:(1)利用溶致液晶相为软模板可制得有序结构GO,其规则的纳米孔道可作为药物分子吸附和扩散的通道;层间距/孔径与模板分子的链长有关。(2)接枝PEG可明显改善GO在PBS中的分散稳定性,这与接枝PEG后GO的极性降低相关:低极性的物质更易于在PBS中稳定分散;经PEG改性后,药物缓释性能显著提高:稳定分散后的GO沉积现象明显减少,更有利于药物分子的扩散和释放。(3)与市售GO相比,有序结构GO的载药和缓释性能更优。而且,当有序结构GO的孔径或层间距增大时,其载药量(mmol/mg)随之增大;几种模型药物中,链长短的药物分子载药量(mmol/mg)更高;孔径或层间距减小时,药物的累积释放率减小,这些与药物分子的非Fick扩散机理有关:更大的孔径或层间距有利于药物分子吸附及扩散。(4)与六方纳米结构GO相比,层状纳米结构GO的载药能力更强,药物的累积释放率更高:与三维的六方结构相比,层状结构对药物分子的空间阻碍较弱,更有利于药物分子吸附和释放。(5)GO的有序纳米结构(层状或六方)、孔径(或层间距)都对载药和缓释性能有显著影响。通过对载体结构的调控,可获得不同的载药和缓释效果,这有助于对药物负载和释放机理的进一步理解,也可为其实际应用提供一个新的思路。
【图文】：

氧化石墨,结构示意图

氧化石墨烯的结构示意图

原理图,氧化石墨,氧化法,原理图

图 1-2 水电解氧化法合成氧化石墨烯的原理图[13]Fig. 1-2 Schematic illustration of the synthesis process of EGO by water electrolytic oxidation[13]2.3 氧化石墨烯作为药物载体的应用
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ127.11;TQ460.1

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