基于磁性多孔碳纳米球的磁靶向给药系统

发布时间：2018-12-16 09:54

【摘要】：磁靶向给药系统在精准实现药物直达病灶和可控释放的同时,自身的热疗作用也为实现高效低毒治疗癌症提供可能,因此,受到众多研究人员青睐。许多研究者致力于磁靶向药物载体的研究,均表现出了良好的效果。但是,载药量低以及释药过快等问题仍是现在面临的难题。磁性多孔碳纳米球(MPCNs)兼具磁性纳米粒子和多孔碳纳米球的特性,不仅具有磁性,也具有密度低、化学稳定性好、毒性低、丰富的孔结构、大的比表面积(SBET)和孔容等优点。同时,其表面含有丰富的含氧官能团,可以将药物负载在材料的孔道和表面,提高药物的上载量;也能够在其表面接枝环境响应性材料以控制药物的缓慢释放。因此,MPCNs作为磁靶向药物载体有望解决载药量低和药物释放过快等问题。在上述研究背景下,本文围绕MPCNs的制备、表征及初步应用等方面展开研究,主要包括磁性微孔碳纳米球(MM-PCNs)、磁性有序介孔碳纳米球(MOM-PCNs)和温敏MOM-PCNs(TMOM-PCNs)的制备及其载释药性能的研究,研究结果如下:1.MM-PCNs的制备及其载药性能。首先,以Na2SO4和Fe Cl3为原料水热合成α-Fe2O3纳米粒子(α-FNPs),讨论了反应时间和Fe Cl3浓度对α-FNPs的影响。当反应时间为9 h、Fe Cl3浓度为0.01 mol/L、反应温度为180℃时制备的α-FNPs满足磁靶向药物载体的要求,呈球形、形貌规整、单分散性好、粒径约为68 nm。然后,以α-FNPs为铁源、葡萄糖为碳源、Zn Cl2为化学活化剂,水热法结合退火处理制备MM-PCNs,讨论了Zn Cl2的量对MM-PCNs的SBET及孔结构的影响。结果显示,随着Zn Cl2质量的增加,MM-PCNs的SBET先增加后减小,最大SBET为480.32 m2/g,孔径为1.169 nm,孔容为0.239 cm3/g,磁饱和强度(Ms)为30.16 emu/g。最后,选用亚甲基蓝(MB)作为模板药物考察MM-PCNs作为药物载体的可行性。MM-PCNs对MB的载药量为56.44 mg/g,与文献相比,载药量偏低,需改进载体进一步提高其载药量。2.MOM-PCNs的制备及其载释药性能。为了提高药物载体对抗癌药物的上载量并赋予其好的控释能力。首先,选用苯酚和甲醛为原料、α-FNPs为催化剂、F127为软模板剂,软模板水热法结合退火处理合成有序介孔碳纳米球(OM-PCNs),讨论α-FNPs的浓度和反应时间对OM-PCNs形貌的影响。当α-FNPs的浓度为0.78 mmol/L,反应时间为16 h时,OM-PCNs的形貌规整,粒径均一,平均粒径约为104 nm。然后,以OM-PCNs为基质、Fe(NO3)3·9H2O为铁源,浸渍法制备MOM-PCNs。MOM-PCNs具有有序介孔结构,SBET为344.906 m2/g,平均孔径为3.037 nm,孔容为0.4063 cm3/g;Ms为11.93 emu/g,归一化后的比吸收率(SAR)为37.24 W/g,具备磁热疗特性。最后,考察MOM-PCNs对盐酸阿霉素(DOX)的载释药性能,载药量为284.7 mg/g,与文献相比较,具有好的载药性能;利用DOX自身性质实现了p H控制DOX的缓慢释放,当p H为5.5时,释药率为23%,释药时间为20 h。3.TMOM-PCNs的制备及其载释药性能。为了进一步解决药物释放问题,以MOM-PCNs为基质,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为功能单体,在其表面经硅烷化修饰、自由基聚合合成TMOM-PCNs。讨论NIPAM的量对TMOM-PCNs的影响,当硅烷化修饰的MOM-PCNs和NIPAM的质量比为1:3时,制备的TMOM-PCNs的形貌规整,粒径均一,平均粒径为~146 nm,最低临界溶解温度为39.5℃,Ms为10.31 emu/g;归一化SAR为30.23 W/g,具备磁热疗特性。最后,考察TMOM-PCNs对DOX的载释药性能,载药量为141.2 mg/g,通过温度变化和p H变化实现了药物的控制释放。当p H为5.5时,释药率为65.28%,释药时间为20 h;当温度升高至45℃时,释药率由30%增加至37%,释药时间为20 h。
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【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ460.1

【参考文献】