多孔性硅納米藥物載體的制備、表征與可控釋放研究.pdf

1、納米科技促進(jìn)了納米藥物載體系統(tǒng)研究的飛速發(fā)展，最近的研究集中在開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、生物相容性好、藥物裝載率高和能靶向可控釋放的納米粒子作為藥物載體。由于二氧化硅的結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)清楚，有較好的生物相容性，能很好地進(jìn)行表面的功能化修飾等優(yōu)點(diǎn)，使得硅納米材料在生物醫(yī)學(xué)中獲得了廣泛的應(yīng)用，其中多孔性硅納米粒子尤受關(guān)注。多孔性硅納米粒子具有很多像蜂巢一樣的小孔，小孔由很多中空的管道組成，這樣的結(jié)構(gòu)能增強(qiáng)對(duì)生物活性分子（如藥物）吸附率，從而顯著提高藥物分

2、子的載藥能力。另外，多孔性硅納米粒子還具有一些獨(dú)特的性質(zhì)，如具有很高的表面區(qū)域，孔徑在一個(gè)很窄的范圍內(nèi)可調(diào)，對(duì)化學(xué)和溫度變化穩(wěn)定，這些特點(diǎn)使得硅納米粒子適合各種可控釋放的應(yīng)用。在納米藥物載體系統(tǒng)的研究中，生物醫(yī)用高分子材料也值得關(guān)注，其中典型的代表就是PLGA，它具有良好的生物相容性，生物可降解性，表面易于修飾和功能化。高分子系統(tǒng)能更好地控制裝載藥物的藥物動(dòng)力學(xué)行為，獲得更為穩(wěn)定水平的藥物濃度，這些特點(diǎn)使高分子材料更適合捕獲和裝載那些對(duì)

3、環(huán)境變化敏感的藥物，并且還能輸送各類(lèi)蛋白質(zhì)藥物和基因。
　　 本文的基本思想是在對(duì)多孔性硅納藥物載體和PLGA納米載體進(jìn)行系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，試圖開(kāi)發(fā)一種能兼顧二氧化硅和PLGA兩類(lèi)生物材料的優(yōu)良性能的新型納米藥物載體系統(tǒng)，用于抗癌藥物的輸送。本論文的工作主要分為四部分，首先利用改良Stǒber方法制備了核-殼型多孔性硅納米粒子，并研究其釋放動(dòng)力學(xué)行為；在此基礎(chǔ)上，通過(guò)把光敏感分子Vc，F(xiàn)LUOS，PVA，DHBQ包埋到硅殼里，成

4、功制備了光敏感的核-殼型硅納米粒子，并研究了光敏感納米粒子的可控釋放過(guò)程；然后再制備出一種PLGA納米粒子，系統(tǒng)研究其藥物裝載效率與抗癌作用規(guī)律；最后在上述系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，制備出一種新型的具有SiO2和PLGA雙層殼結(jié)構(gòu)的多孔性納米粒子，并探討了其作為藥物載體的可行性和可控釋藥行為。所做的主要工作與研究成果如下：
　　 ⑴以40或50nm金納米粒子為核，以3-氨丙基三甲氧基硅烷為偶連劑和加入的量來(lái)調(diào)節(jié)和控制多孔性核-殼型.Au

5、@SiO2納米粒子，其直徑分布在45-60nm之間，硅殼的厚度為3-10nm，進(jìn)～步用氰化鈉溶解金核從而成功制備了中空多孔性硅納米粒子（HMSNs）。利用透射電鏡對(duì)Au@SiO2和HMSNs表征，研究表明硅殼結(jié)構(gòu)一致且光滑，然后采用模式藥物FITC釋放實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了其多孔性的特性。通過(guò)熒光光譜法研究模式藥物FITC從中空多孔性硅粒子中釋放動(dòng)力學(xué)行為，表明其釋放規(guī)律與對(duì)照組（自由FITC）相比有顯著性差異，中空多孔性硅粒子中的FITC的釋放

6、是一個(gè)很好的可控緩釋過(guò)程，證明了HMSNs可作為一種較好的可控型藥物釋放載體，在未來(lái)治療型藥物輸送應(yīng)用方面有很好的潛能。
　　 ⑵以40nm的金納米粒子為核，通過(guò)把光敏感分子Vc，F(xiàn)LUOS，PVA，DHBQ包埋到硅殼里，成功制備了直徑大約為45nm的光敏感的核-殼型硅納米粒子Au@SiO2，硅殼厚度約為5nm。由于APS分子能以不同百分比和金納米粒子表面結(jié)合，因此我們通過(guò)調(diào)節(jié)APS的加入量來(lái)控制多孔性的硅殼形成。用超高壓汞燈（

7、500W）照射后，研究制備的光敏感納米粒子的溶解時(shí)間過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)，光照射過(guò)的納米粒子比沒(méi)有照射過(guò)的溶解更慢，硅殼變得更緊致，在光照射后光敏感分子分解，核心尺寸縮小。從透射電鏡顯微照片看，在高密度電子流作用下，硅納米粒子和硅納米膠囊都收縮了。這些光敏感納米膠囊將在未來(lái)治療藥物輸送的應(yīng)用方面有很高的潛能。
　　 ⑶合成一種裝載藥物的PLGA納米粒子，用于藥物的持續(xù)釋放，及評(píng)價(jià)其體外抗腫瘤的效果。PLGA納米粒子通過(guò)改良溶劑法制備，

8、作為藥物載體。在包埋了紫杉醇和FITC（模式藥物）后，粒子粒徑小于800nm。進(jìn)一步研究了PLGA納米粒子的藥物釋放動(dòng)力學(xué)及在HeLa細(xì)胞中抗腫瘤活性。PLGA納米粒子釋放FITC的峰值約在18小時(shí)，HeLa細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制率通過(guò)MTT法測(cè)定。裝載有紫杉醇的PLGA納米粒子能導(dǎo)致HeLa細(xì)胞凋亡，HeLa細(xì)胞的凋亡可能由于紫杉醇從納米粒子中的持續(xù)釋放引起。表明PLGA納米粒子包埋紫杉醇作為可控釋放的藥物載體系統(tǒng)在未來(lái)的臨床應(yīng)用中有很好的應(yīng)

9、用價(jià)值。
　　 ⑷合成一種新型的、具有硅和PLGA雙重殼的核-殼結(jié)構(gòu)型的新型納米粒，透射電鏡結(jié)果表明，雙重殼的厚度約8.7士1.3 nm?？山到獾耐鈱覲LGA外殼可用于納米粒子里面藥物的可控釋放，而具有多孔性的二氧化硅內(nèi)殼可用于藥物（化學(xué)放療藥物甲基紫精）的存貯。甲基紫精是一種氧化劑，在腫瘤病人的放療時(shí)可產(chǎn)生一些自由基，從而加強(qiáng)殺死癌細(xì)胞的作用。通過(guò)透射電鏡觀(guān)察和金核的溶解時(shí)間過(guò)程研究，結(jié)果表明我們成功合成了一種新型的納米粒子（

10、Au@SiO2&PLGA），并可清晰地看到硅和PLGA外殼很好地包裹在金納粒子的表面。通過(guò)溶解納米粒子Au@SiO2&PLGA中的金核，獲得了一種包含甲基紫精分子的納米膠囊（MV@SiO2&PLGA nanocapsule）。通過(guò)測(cè)定從包裹甲基紫精分子的納米膠囊中釋放出的甲基紫精分子對(duì)溶液中異硫氰酸熒光素（FITC）淬滅的時(shí)間過(guò)程來(lái)表征這種新型納米藥物載體的可控釋放性質(zhì)。研究表明，甲基紫精分子從納米膠囊中的釋放可持續(xù)約4周左右的時(shí)間，這