载药纳米粒子与细胞膜相互作用的理论研究

发布时间：2023-05-27 04:30

　　在现代肿瘤治疗中,为取得较好的治疗效果,常将抗癌药物封装在一些纳米药物载体中。纳米载体可通过被动靶向、主动靶向或物理靶向的方式将药物聚集在病灶区并控制其释放,因而纳米载体表面常修饰一些具有靶向作用的基团。本文基于Helfrich教授和欧阳钟灿院士提出的生物膜曲面弹性理论,结合平均场理论和柔性高分子链模型,针对纳米粒子表面是否修饰有高分子链,建立了载药纳米粒子与生物膜相互作用的两个理论模型。模型将生物膜视为由两亲性分子所形成的囊泡,考虑溶剂分子、载药粒子、修饰链与囊泡之间的作用,采用曲面变分技术重新推导得到了平衡状态下的囊泡形状方程。通过对形状方程坐标转化后进行数值求解,获得了在囊泡在不同参数条件(载药粒子与囊泡距离、各组分作用强度、内外压差、囊泡表面张力、囊泡弯曲刚度)下的形状以及体系自由能的变化规律。模拟结果表明,生物膜的最终形态是由生物膜的弯曲弹性能、表面张力能和各组分与膜的相互作用能之间的平衡所决定的。当修饰有高分子链时,载药粒子对生物膜形状的扰动更为明显。当载药粒子与膜相互排斥、修饰链与膜相互吸引时,计算得到生物膜的形状是最有利于包裹载药粒子的形状。但当修饰链密度过大时,则不利...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
术语
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 药物载体概述
        1.2.1 载药纳米载体概述
        1.2.2 常用的修饰基团
        1.2.3 生物膜和纳米粒子的相互作用及影响因素
    1.3 研究现状及问题
    1.4 研究目的与内容
    1.5 本章小结
第二章 生物大分子纳米粒子与囊泡相互作用理论基础
    2.1 微分几何预备知识
        2.1.1 空间曲线
        2.1.2 曲面的第一、第二基本形式
        2.1.3 曲面的主曲率、平均曲率和高斯曲率
    2.2 高分子构象统计理论
        2.2.1 统计力学基础
        2.2.2 Flory-Huggins格子理论
        2.2.3 高分子链的构象
    2.3 生物膜曲面弹性理论及曲率模型
        2.3.1 自发曲率模型
        2.3.2 双层耦合模型
        2.3.3 面积差弹性模型
    2.4 本章小结
第三章 无修饰载药纳米粒子与囊泡相互作用
    3.1 前言
    3.2 理论模型
        3.2.1 体系相互作用势
        3.2.2 生物囊泡体系自由能
        3.2.3 考虑载药纳米粒子作用效应的囊泡形状方程
        3.2.4 柱坐标系下的囊泡形状方程
    3.3 模型方程处理
        3.3.1 无量纲化
        3.3.2 离散化
    3.4 数值求解方法及过程
        3.4.1 高阶微分方程
        3.4.2 打靶法处理边值问题
        3.4.3 数值求解过程
    3.5 数值结果与讨论
        3.5.1 载药纳米粒子与囊泡作用距离参数对形状的影响
        3.5.2 载药纳米粒子与囊泡作用强度参数对形状的影响
        3.5.3 溶剂分子与囊泡作用强度参数对形状的影响
        3.5.4 囊泡内外压力差参数对形状的影响
        3.5.5 囊泡自身属性参数对形状的影响
    3.6 本章小结
第四章 表面修饰载药粒子与囊泡相互作用
    4.1 前言
    4.2 理论模型
        4.2.1 链的末端距分布函数
        4.2.2 修饰链的概率密度
        4.2.3 带有修饰链的囊泡形状方程
        4.2.4 柱坐标系下带有修饰链的囊泡形状方程
    4.3 模型方程处理
    4.4 数值求解过程
    4.5 数值结果与讨论
        4.5.1 外部环境参数讨论
        4.5.2 修饰链相关参数讨论
        4.5.3 囊泡自身属性参数讨论
        4.5.4 载药粒子有无修饰链时对囊泡变形影响的比较
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3823893