二氧化硅纳米球的模板脱除及靶向修饰研究
发布时间：2020-12-04 11:55
近年来,有关骨科疾病中骨缺损修复及骨创伤部位的治疗课题受到了研究者们的广泛关注。由于用骨自体移植和同种异体移植具有数量不足和供体部位发病率高等缺点[1-4],在临床治疗上有相当大的局限性。研究者们寄希望于从材料领域开发用于骨修复的材料。同时,精准化医疗对纳米载体具有更高的要求,一方面药物载体需要具备靶向智能释放功能,另一方面还需要实现“诊疗一体化”目标。介孔二氧化硅纳米颗粒（Mesoporous silica nanoparticles,MSNs）因其良好的材料特性及生物相容性,常被用作药物输运领域的理想载体。磁性四氧化三铁纳米粒子的独特磁学性质,赋予其在磁共振成像、靶向药物释放和细胞及生物分子分离等生物医学领域更多复合应用。目前,很少有报道将二者结合,构建出基于骨科治疗的实际应用需求的材料。本论文将合成尺寸均匀的介孔二氧化硅纳米载体及其包覆四氧化三铁的核壳结构纳米复合材料,然后对其改性修饰,赋予其细菌靶向和骨靶向功能;再通过在材料表面连接具有pH响应的纳米阀门以封堵孔道并实现药物精准释放,从而解决目前材料在病理区域富集量少、尺寸大以及提前泄露对正常细胞产生的毒副...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EPR效应示意图[18]
东华大学硕士学位论文二氧化硅纳米球的模板脱除及靶向修饰研究3和细胞毒性）很大程度上取决于其材料结构（包括颗粒尺寸、形状、孔径和表面性质等）。通过对pH[23-26]，温度[27,28]，浓度和表面活性剂的摩尔比[25,29,30]，二氧化硅前驱体类型[31]和反应物的摩尔比[32]的精确控制，可以掌握MSNs的粒径尺寸。而MSNs的形貌通常分成球形和非球形结构（包括棒状[33-35]，椭球状[36-38]，薄膜[39,40]，小盘状[41,42]，网格状[43,44]和方块状[45-47]）（如图1-2所示），由于非球形介孔二氧化材料的制备方法仍处于相对起步阶段，因此本论文选取相对容易制造的球形介孔二氧化硅材料作为药物载体。图1-2(a)棒状介孔二氧化硅合成方法的一般方案：通过调节反应条件形成长表面活性剂胶束而合成棒状MSN[48]；(b)椭球状介孔二氧化硅的示意图结构，通道沿短轴运行[49]；(c)空心椭球状介孔二氧化硅的示意图结构[50,51]；(d)改进的Stber方法形成的三明治状介孔二氧化硅薄膜的截面TEM图像[40]；(e)是小盘状介孔二氧化硅的示意图结构[48]；(f)是网格状介孔二氧化硅的示意图结构[48]；(g)空心CMSN通用合成模板法示意图[48]Fig.1-2(a)Generalschemeofrod-shapedmesoporoussilicasynthesismethod:rod-shapedMSNissynthesizedbyforminglongsurfactantmicellesbyadjustingthereactionconditions[48];Structure,thechannelrunsalongtheshortaxis[49];(c)Schematicstructureofhollowellipsoidalmesoporoussilica[50,51];(d)CrosssectionofsandwichmesoporoussilicafilmformedbyimprovedStberTEMimage[40];(e)isaschematicstructureofsmalldisc-shapedmesoporoussilica[48];(f)isaschematicstructureofgrid-shapedmesopo
东华大学硕士学位论文二氧化硅纳米球的模板脱除及靶向修饰研究79.离子液体处理Wang等[63]首次运用新型的离子液体处理方法，在低温下通过模板之间的氢键断裂有效去除有机模板并保留表面硅烷醇基团。1.有助于在保留硅烷醇基并防止结构收缩，从而导致接枝氨基数量增加。2.在离子液体处理过程中，模板剂和离子液体都可以回收再利用，适于商业化应用。工艺和设备复杂（如图1-3(d)），难以广泛应用。10.微波处理Tian等[64]在数分钟内通过微波完全去除模板，并且表面上的硅醇基比通过热煅烧处理的样品更丰富。可以快速，完全地除去模板，并且表面上的硅醇基比通过热煅烧处理的样品更丰富。难以广泛应用。图1-3(a)用超临界流体从合成后的MCM-41二氧化硅中除去模板的流动装置[56]；(b)真空热处理法的反应条件[61]；(c)实验装置的系统图和通过O2形成辉光放电的正极柱中移动条纹[62]；(d)在254nm(UV254)下不产生臭氧的紫外线辐射以及在配方中掺入少量光催化材料Fig.1-3(a)Flowapparatusforremovingthetemplatefromas-synthesizedMCM-41silicawithsupercriticalfluid[56]；(b)Reactionconditionsofvacuumheattreatment[61]；(c)IllustrationsofasystematicdrawingofexperimentalsetupandmovingstriationsinpositivecolumnfortemplateremovalbyO2-formingglowdischarge[62]；(d)non-ozone-generatingUVradiationat254nm(UV254)andincorporationofsmallamountsofphotocatalyticmaterialintheformulation第二步，脱除模板剂以得到孔道开放程度高的介孔材料。脱除模板剂从而暴露出干净的孔道有利于提高药物负载率，同时解决了因模板剂毒性大所带来的毒
【参考文献】：
期刊论文
[1]核壳结构纳米材料的应用研究[J]. 程凯,白龙律,朴文香. 科学技术创新. 2017(21)
[2]介孔二氧化硅纳米材料的制备及应用[J]. 张利萍,康坚. 内蒙古石油化工. 2015(03)
本文编号：2897561
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EPR效应示意图[18]
东华大学硕士学位论文二氧化硅纳米球的模板脱除及靶向修饰研究3和细胞毒性）很大程度上取决于其材料结构（包括颗粒尺寸、形状、孔径和表面性质等）。通过对pH[23-26]，温度[27,28]，浓度和表面活性剂的摩尔比[25,29,30]，二氧化硅前驱体类型[31]和反应物的摩尔比[32]的精确控制，可以掌握MSNs的粒径尺寸。而MSNs的形貌通常分成球形和非球形结构（包括棒状[33-35]，椭球状[36-38]，薄膜[39,40]，小盘状[41,42]，网格状[43,44]和方块状[45-47]）（如图1-2所示），由于非球形介孔二氧化材料的制备方法仍处于相对起步阶段，因此本论文选取相对容易制造的球形介孔二氧化硅材料作为药物载体。图1-2(a)棒状介孔二氧化硅合成方法的一般方案：通过调节反应条件形成长表面活性剂胶束而合成棒状MSN[48]；(b)椭球状介孔二氧化硅的示意图结构，通道沿短轴运行[49]；(c)空心椭球状介孔二氧化硅的示意图结构[50,51]；(d)改进的Stber方法形成的三明治状介孔二氧化硅薄膜的截面TEM图像[40]；(e)是小盘状介孔二氧化硅的示意图结构[48]；(f)是网格状介孔二氧化硅的示意图结构[48]；(g)空心CMSN通用合成模板法示意图[48]Fig.1-2(a)Generalschemeofrod-shapedmesoporoussilicasynthesismethod:rod-shapedMSNissynthesizedbyforminglongsurfactantmicellesbyadjustingthereactionconditions[48];Structure,thechannelrunsalongtheshortaxis[49];(c)Schematicstructureofhollowellipsoidalmesoporoussilica[50,51];(d)CrosssectionofsandwichmesoporoussilicafilmformedbyimprovedStberTEMimage[40];(e)isaschematicstructureofsmalldisc-shapedmesoporoussilica[48];(f)isaschematicstructureofgrid-shapedmesopo
东华大学硕士学位论文二氧化硅纳米球的模板脱除及靶向修饰研究79.离子液体处理Wang等[63]首次运用新型的离子液体处理方法，在低温下通过模板之间的氢键断裂有效去除有机模板并保留表面硅烷醇基团。1.有助于在保留硅烷醇基并防止结构收缩，从而导致接枝氨基数量增加。2.在离子液体处理过程中，模板剂和离子液体都可以回收再利用，适于商业化应用。工艺和设备复杂（如图1-3(d)），难以广泛应用。10.微波处理Tian等[64]在数分钟内通过微波完全去除模板，并且表面上的硅醇基比通过热煅烧处理的样品更丰富。可以快速，完全地除去模板，并且表面上的硅醇基比通过热煅烧处理的样品更丰富。难以广泛应用。图1-3(a)用超临界流体从合成后的MCM-41二氧化硅中除去模板的流动装置[56]；(b)真空热处理法的反应条件[61]；(c)实验装置的系统图和通过O2形成辉光放电的正极柱中移动条纹[62]；(d)在254nm(UV254)下不产生臭氧的紫外线辐射以及在配方中掺入少量光催化材料Fig.1-3(a)Flowapparatusforremovingthetemplatefromas-synthesizedMCM-41silicawithsupercriticalfluid[56]；(b)Reactionconditionsofvacuumheattreatment[61]；(c)IllustrationsofasystematicdrawingofexperimentalsetupandmovingstriationsinpositivecolumnfortemplateremovalbyO2-formingglowdischarge[62]；(d)non-ozone-generatingUVradiationat254nm(UV254)andincorporationofsmallamountsofphotocatalyticmaterialintheformulation第二步，脱除模板剂以得到孔道开放程度高的介孔材料。脱除模板剂从而暴露出干净的孔道有利于提高药物负载率，同时解决了因模板剂毒性大所带来的毒
【参考文献】：
期刊论文
[1]核壳结构纳米材料的应用研究[J]. 程凯,白龙律,朴文香. 科学技术创新. 2017(21)
[2]介孔二氧化硅纳米材料的制备及应用[J]. 张利萍,康坚. 内蒙古石油化工. 2015(03)
本文编号：2897561
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