功能化納米藥物載體的制備及應(yīng)用.pdf

1、內(nèi)源性一氧化氮(NO)是生物體內(nèi)重要的生物信使分子之一,具有“明星分子”之稱。其對(duì)體內(nèi)炎癥的形成與發(fā)展,血小板、白細(xì)胞的聚集及血管舒張;血栓形成,血液循環(huán),細(xì)胞凋亡等多個(gè)系統(tǒng)的正常生理功能起重要作用。但是各項(xiàng)生理功能對(duì)一氧化氮的需求量不同,一氧化氮過(guò)高或過(guò)低都會(huì)嚴(yán)重威脅人類健康。所以發(fā)展一種可控釋放內(nèi)源性一氧化氮載體藥物是非常有必要地。癌癥是由于細(xì)胞過(guò)度繁殖而引起的惡性腫瘤進(jìn)而損害人類的健康的一種疾病。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,環(huán)境也遭受著嚴(yán)

2、重破壞,從而使得人類癌癥的發(fā)病率日漸增長(zhǎng)。近年來(lái),雖然醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域研發(fā)發(fā)展了多種藥物來(lái)治療癌癥,但對(duì)多數(shù)癌癥的治療效果仍難以令人滿意。目前治療癌癥的方法有臨床手術(shù),放射性治療和藥物化療。目前藥物化療治愈癌癥是走在醫(yī)學(xué)前端。但是傳統(tǒng)藥物化療對(duì)人體傷害極大,輕微的癥狀是掉頭發(fā),嚴(yán)重的話可能致死。而納米材料的興起為抗癌藥物的發(fā)展帶來(lái)了新的契機(jī)。因此,開(kāi)發(fā)安全、穩(wěn)定,具有多功能的藥物載體和可控的藥物釋放載體藥物對(duì)人類不管是生理功能疾病或是癌癥的

3、治療都具有重要意義。納米材料具有比表面積大,易修飾等優(yōu)良性能,可實(shí)現(xiàn)抗癌藥物高效、靶向的輸運(yùn),因此發(fā)展以納米材料為基質(zhì)的靶向的,結(jié)合化療與熱療為一體的多功能抗癌藥物是癌癥藥物發(fā)展的熱點(diǎn)與趨勢(shì),對(duì)癌癥的治療都具有舉足輕重的意義。
　　本論文基于生物相容性好的殼聚糖修飾金納米粒子發(fā)展了一種可用來(lái)誘導(dǎo)內(nèi)源性NO供體可控釋放一氧化氮的藥物,從而為NO藥物的發(fā)展提供了一種新思路。聚乳酸-羥基乙酸(PLGA)納米載體由于其生物相容性好,易于進(jìn)

4、入細(xì)胞且可實(shí)現(xiàn)藥物在體內(nèi)緩釋等優(yōu)點(diǎn)而引起人們的廣泛關(guān)注。鑒于此,本論文發(fā)展了一種。PLGA包裹甲氨蝶呤和金納米棒共價(jià)連接帶有熒光的可特定靶向腫瘤細(xì)胞AS1411適配體多功能納米藥物,該藥物實(shí)現(xiàn)了靶向性的化療(甲氨蝶呤)-熱療(金納米棒)聯(lián)合療法,為新型抗癌藥物的發(fā)展提供了新思路。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、基于內(nèi)源性一氧化氮是生物體內(nèi)重要的調(diào)控分子之一,NO過(guò)高或過(guò)低都會(huì)嚴(yán)重威脅人類健康。納米金可以催化內(nèi)源性NO供體亞硝基硫醇(R

5、SNO)釋放NO從而制備了生物相容性好的殼聚糖(CS)功能化金納米粒子催化亞硝基化的谷胱甘肽(GSNO)用于可控釋放NO。在本實(shí)驗(yàn)中,我們合成制備了一種用殼聚糖表面修飾金納米粒子(AuNPs@CS)的功能化材料用來(lái)控制體內(nèi)內(nèi)源性供體亞硝基硫醇一氧化氮的釋放。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是用金納米粒子(AuNPs)作為催化一氧化氮的活性元素,而殼聚糖是用來(lái)提供控制釋放的開(kāi)關(guān)。在本實(shí)驗(yàn)中通過(guò)電化學(xué)和電子自旋共振儀(ESR)可以檢測(cè)到一氧化氮的釋放信號(hào)。實(shí)

6、驗(yàn)結(jié)果證明:一氧化氮的釋放量與金納米粒子表面修飾的殼聚糖的量成反比,殼聚糖越多,一氧化氮釋放量越少。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的機(jī)理是:AuNPs@CS納米粒子中的金納米顆粒與RSNO相互作用時(shí),由于Au-SR鍵的作用力大于RS-NO鍵作用力從而使RS-NO鍵斷裂釋放一氧化氮同時(shí)在金表面生成Au-SR。隨著殼聚糖的增多,金納米粒子表面有效作用位點(diǎn)減少,被用來(lái)催化RSNO釋放一氧化氮的表面越少,NO的釋放量就減少因而可通過(guò)調(diào)節(jié)金納米表面殼聚糖的量實(shí)現(xiàn)一氧化

7、氮的控制釋放。由于AuNPs@CS是一種生物相容性好的材料,所以這是一種具有應(yīng)用前景的治療手段。
　　2、基于大部分的抗癌藥物均為疏水性化合物這類化合物在臨床應(yīng)用方面因存在著水溶性差、毒副作用大等缺點(diǎn)而限制了其應(yīng)用。如何解決上述問(wèn)題,對(duì)于抗癌藥物的臨床應(yīng)用具有重要的意義。而PLGA作為藥物載體能增加治療的有效性,減少毒性和可生物降解的性質(zhì)。本論文設(shè)計(jì)思路如下:通過(guò)溶劑揮發(fā)乳化法制備了由PLGA包裹甲氨蝶呤(MTX)抗癌藥物。并且使

8、用動(dòng)態(tài)光散射(DLS)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和紫外可見(jiàn)光譜(UV-vis)等手段進(jìn)行表征。通過(guò)對(duì)超聲功率影響PLGA納米粒粒徑因素的研究,確定了以800W功率下制備的PLGA粒徑較小的最佳條件:dPLGA=82.3±4.2 nm。該載藥率和體外藥物釋放研究用紫外光譜法在不同pH值下的PBS溶液進(jìn)行。并且對(duì)肺癌細(xì)胞(A549)進(jìn)行毒性研究。綜上所述:我們合成了納米載體PLGA,以疏水性的抗癌藥物甲氨蝶呤(MTX)為代表藥

9、,通過(guò)疏水作用將MTX負(fù)載到PLGA中,制備了PLGA負(fù)載的MTX納米顆粒(PLGA@MTX)。經(jīng)過(guò)體外釋放實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),PLGA@MTX在酸性下可快速釋放,中性緩慢釋放,有效地提高了藥物的利用度。通過(guò)細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)PLGA具有較高的生物安全性,負(fù)載MTX后,提高了藥效。這說(shuō)明,PLGA可以用于疏水藥物的載體。
　　3、基于金納米棒在近紅外區(qū)域有很強(qiáng)的吸收峰。當(dāng)用近紅外光照射金納米棒時(shí),金納米棒能吸收的光能轉(zhuǎn)化為熱能釋從而殺死癌細(xì)

10、胞。本論文設(shè)計(jì)思路通過(guò)溶劑揮發(fā)乳化法制備了由PLGA包裹的金納米棒(AuNRs)、甲氨蝶呤(MTX)多功能納米藥物,并用熒光修飾的AS1411適配體對(duì)其表面進(jìn)行修飾達(dá)到靶向?qū)肱c熒光成像的多功能的納米藥物載體 AS1411-PLGA@MTX-AuNRs,該多功能納米藥物可靶向到癌細(xì)胞,并對(duì)癌細(xì)胞進(jìn)行熒光成像,然后在近紅外光的照射下,金納米棒的光熱效應(yīng)和甲氨蝶呤化療效應(yīng)聯(lián)合治療殺死細(xì)胞,避免了單一療法的局限性。在論文中用動(dòng)態(tài)光散射(DLS

11、)、透射電鏡(TEM)和紫外可見(jiàn)光譜(UV-vis)對(duì)所制備的多功能納米藥物載體進(jìn)行了表征。用紫外光譜法對(duì)其載藥率和體外藥物釋放進(jìn)行了研究。同時(shí)對(duì)肝癌細(xì)胞HEPG-2和正常肝細(xì)胞LO-2進(jìn)行了毒性研究,共聚焦顯微鏡證實(shí)了粒子的細(xì)胞攝取和靶向給藥。光治療實(shí)驗(yàn)證明了化療加熱療聯(lián)合療法比單純的就是用藥治療癌癥效率高,它能避免單一療法的局限性。該納米粒子的形態(tài)分析證明了顆粒的形狀和大小為107.2±1.8nm,由細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在相同的載藥量下,