刺激響應(yīng)性納米載藥體系的構(gòu)建及其藥物控制釋放的研究.pdf

1、背景：
　　刺激響應(yīng)性納米粒子是一類能對(duì)外界物理化學(xué)刺激（光、超聲、磁場(chǎng)、pH等）做出反應(yīng)，進(jìn)而改變其結(jié)構(gòu)、性能等的納米材料[1]。隨著刺激場(chǎng)的強(qiáng)弱變化，構(gòu)成納米粒子的聚合物可產(chǎn)生相應(yīng)的響應(yīng)行為，進(jìn)而促進(jìn)或抑制藥物釋放。刺激響應(yīng)性藥物傳遞系統(tǒng)已成為新型的腫瘤靶向藥物轉(zhuǎn)運(yùn)的方式，可大幅度減少單純化療的副作用。
　　目前研究最多的刺激響應(yīng)型載藥系統(tǒng)就是溫度響應(yīng)型材料，已被廣泛應(yīng)用于腫瘤學(xué)。納米粒子的溫度敏感性是指構(gòu)成納米粒的聚合

2、物在微小的溫度變化下做出溶脹或收縮的反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。以聚合物聚N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAAm）為例，其有一個(gè)低臨界溶解溫度(LCST)，約34℃，當(dāng)外界溫度高于LCST時(shí)，聚合物親水鏈崩塌，丟失大量水分子，聚合物性質(zhì)由親水變?yōu)槭杷?，由膨脹變?yōu)槭湛s，納米粒粒徑減小，有利于藥物釋放。
　　納米粒子的pH敏感性是指構(gòu)成納米粒的物質(zhì)隨著pH值的變化而發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，引起納米粒子大小變化。以殼聚糖(CS)為例，分子鏈端含有大量的氨

3、基，在低的pH條件下，氨基發(fā)生質(zhì)子化，可促進(jìn)納米粒子溶脹，釋放藥物。
　　近紅外光是指介于可見(jiàn)光和中紅外光之間的電磁波，常用波長(zhǎng)一般為650-900nm，最低吸收波長(zhǎng)是血紅蛋白的吸收值，最高吸收波長(zhǎng)是水的吸收值，皮膚和組織對(duì)近紅外光吸收很少，組織穿透力強(qiáng)。近紅外光由于其組織穿透力強(qiáng)，損失力小而成為當(dāng)前刺激響應(yīng)性材料的研究熱點(diǎn)[2,3]。納米粒子的近紅外光敏感性在于聚合物中引入碳納米管(CNT)后，可將光能轉(zhuǎn)化成熱能，引起熱效應(yīng)，并

4、促進(jìn)溫敏性聚合物機(jī)構(gòu)改變，進(jìn)而促進(jìn)納米粒釋放藥物。
　　本文制備了溫度、pH、近紅外光三重刺激響應(yīng)性納米顆粒，重點(diǎn)研究了所制備納米粒子在不同刺激條件下的粒徑變化、釋藥性能、及在細(xì)胞內(nèi)的分布情況。
　　目的：
　　以阿霉素作為藥物模型，利用酸敏感性聚合物材料殼聚糖、溫度敏感性聚合物材料聚N-異丙基丙烯酰胺及近紅外光敏感性聚合物材料碳納米管，制備近紅外光遠(yuǎn)程遙控結(jié)合化療的環(huán)境響應(yīng)性納米載藥系統(tǒng)，并對(duì)制備的納米顆粒進(jìn)行表征，

5、將該納米載體用于包載抗癌藥物阿霉素，研究載藥納米體系的藥物控制釋放性能，及載藥納米粒進(jìn)入細(xì)胞及其在細(xì)胞內(nèi)的分布情況。
　　方法：
　　殼聚糖分子主鏈上的氨基基團(tuán)與經(jīng)過(guò)活化的油酸分子鏈上的羧基基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，引入油酸分子的疏水長(zhǎng)鏈烷烴基團(tuán)，通過(guò)疏水-疏水作用和π-π作用將酸化超聲的碳納米管接到殼聚糖接枝油酸聚合物分子上，通過(guò)交聯(lián)劑N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺和引發(fā)劑過(guò)硫酸銨，將殼聚糖-碳納米管聚合物引入到聚N-異丙基丙烯酰胺分子上

6、，形成互穿網(wǎng)狀納米粒子。
　　使用傅里葉紅外光譜、動(dòng)態(tài)激光光散射儀、掃描電鏡等手段對(duì)制備的納米粒子的形成條件、納米粒子的粒徑、粒徑分布、表面電位、表面形貌、pH值及離子濃度的納米粒子物化特性變化等進(jìn)行了表征。采用動(dòng)態(tài)透析法，檢測(cè)載藥納米粒在不同溫度、不同pH和有無(wú)近紅外光刺激的條件下，載藥納米粒對(duì)藥物的釋放性能，MTT實(shí)驗(yàn)檢測(cè)所制備納米粒子對(duì)Hela細(xì)胞的毒性作用，激光共聚焦顯微鏡觀察納米粒子進(jìn)入細(xì)胞及在細(xì)胞內(nèi)的分布情況。

7、　　結(jié)果：
　　1.探討并優(yōu)化了納米粒子作為藥物載體的制備條件，考察了影響藥物體外釋放行為的因素。藥物的包封率被納米粒子中的成分所影響，包括PNIPAm、Chitosan、Single-wall Carbon Nanotubes的質(zhì)量比。同時(shí)也被納米粒子的交聯(lián)程度影響。
　　2.傅里葉紅外光譜顯示所制備的包載阿霉素的CS/PNIPAAm@CNT納米粒結(jié)構(gòu)正確，掃描電子顯微鏡圖像表明制備的納米粒粒徑約在200-300 nm之間

8、，大致為球形，粒徑分布很窄，表面通常帶正電荷。粒徑和表面電位可以通過(guò)改變制備條件來(lái)調(diào)節(jié)。動(dòng)態(tài)光散射的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)了納米粒子在pH值7.4-5.0之間的粒徑變化，同時(shí)從室溫增加至37℃時(shí)納米粒子的收縮行為。
　　3.采用動(dòng)態(tài)透析法，檢測(cè)載藥納米粒在不同溫度、不同pH和有無(wú)近紅外光刺激的條件下，載藥納米粒對(duì)藥物的釋放性能，結(jié)果表明載藥納米粒隨著溫度升高，釋藥速率加快，隨著pH值增大，釋藥速率降低。載藥納米粒被近紅外光照射刺激后，藥物累積釋

9、放率明顯增加，表明所制備的納米材料具有良好的溫度、pH、近紅外光響應(yīng)性。
　　4.用MTT法考察了游離阿霉溶液、未包載阿霉素的納米粒子和負(fù)載阿霉素的納米粒子溶液對(duì)Hela細(xì)胞的抑制作用。結(jié)果表明，阿霉素包封于納米粒子后活性沒(méi)有降低，可在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)更有效地作用于癌細(xì)胞。納米粒子本身不具有細(xì)胞毒性，生物安全性好。
　　5.通過(guò)激光共聚焦顯微鏡研究載藥納米粒進(jìn)入Hela細(xì)胞及在細(xì)胞內(nèi)的分布情況，結(jié)果表明納米粒可進(jìn)入細(xì)胞并在細(xì)胞內(nèi)