氟尿嘧啶磁性絲素-殼聚糖復合微球的構建及其生物學效應研究.pdf

1、磁性導向給藥系統(tǒng)是由高分子材料負載抗癌藥物和磁響應性物質構成，在足夠強的體外磁場引導下通過血管等選擇性地達到并定位于腫瘤靶區(qū)釋放藥物，使藥物在腫瘤組織的細胞或亞細胞水平發(fā)揮藥效作用，而對正常組織無太大影響。它為抗癌藥物的靶向性提供了一種新途徑。 本論文研究目的：以生物相容性好的新型可降解天然高分子材料—絲素/殼聚糖(FB/CS)復合物為載體，氟尿嘧啶(5-Fu)為模型藥物，探索5-Fu靶向緩釋磁微球的制備工藝、工藝參數(shù)與微球性能

2、的相關關系。在此基礎上研究氟尿嘧啶磁性絲素/殼聚糖復合微球(5-Fu-MFCMs)在模擬人體介質中的藥物釋放規(guī)律、磁微球定位的生物力學機制和對不同腫瘤細胞株的殺傷動力學行為，為其應用提供實驗與理論指導?，F(xiàn)已獲得如下進展： (1)以PEG-4000作分散劑，用化學共沉淀—超聲法制備水基磁納米粒子。該磁粒子近似球形，粒徑分布范圍為25±10nm，飽和磁化強度為36.2×103A/m，屬于超順磁性物質。該磁納米粒子具有穩(wěn)定性高、磁響應

3、性強、與親水性高分子材料有較強親和力的特點。 (2)改性絲素合金膜中的FB與CS分子間存在著強烈的氫鍵相互作用及良好的相容性，其對應等電點的pH值是5.35，而純FB膜等電點的pH值為4.5。當CS含量為40～60％時，改性絲素合金膜具有最大的抗張強度(71.4～72.7MPa)和拉伸率(3.44～3.82％)。改性絲素合金膜對5-Fu的滲透量與合金膜中CS的含量和滲透時間呈正相關，滲透系數(shù)隨pH的增大(5→9)先是逐漸減小然后

4、略有增大，在pH=7時最小，該值與人體生理環(huán)境相近，可作為pH智能響應膜。 (3)建立了5-Fu-MFCMs磁微球的消解和5-Fu含量的一階導數(shù)光譜測定方法。分別用酸堿消解微球以釋放所包裹的5-Fu，在酸性介質中，最大波谷D對應的波長為280nm，c=0.2286D-0.0503,R2=0.9999；在堿性介質中，最大波谷D對應的波長為299nm，c=0.4155D-0.1902,R2=0.9988。二者的線性濃度范圍均是3.3

5、6～16.8μg/ml，平均回收率為101.83±0.68％，RSD為0.67％。該方法不需分離雜質，具有簡單方便、重現(xiàn)性好的特點。 (4)采用改良的W/O乳化交聯(lián)技術制備5-Fu-MFCMs微球。通過正交設計、引入“歸一化值”O(jiān)D并利用統(tǒng)計學分析方法，得到了工藝參數(shù)與微球各性能指標(如粒徑、載藥量、包封率、磁響應性、緩釋性及“歸一化值”O(jiān)D)之間的多元線性回歸或二項式擬合方程(R＞0.9)，其中對OD有顯著性影響的因素(P＜0

6、.05)按大小順序依次是： 固化時間X7＞攪拌速率X2＞載體濃度X7＞原料配比X5＞乳化劑濃度X4＞固化劑濃度X5。 且各工藝因素之間有一定的交互作用，大小順序是：X5X7＞X5X6＞X1X6＞X1X4＞X2X7＞X2X6 除乳化劑濃度與微球的OD呈負相關外，其它因素均與OD呈正相關。即適當減小乳化劑濃度，增大載體濃度、乳化速率、固化時間、原料配比和固化劑用量可得到綜合指數(shù)OD較高的含藥磁微球。 按優(yōu)化工

7、藝參數(shù)制備微球的實驗值與按回歸方程的預測值有較好的吻合性。所得5-Fu-MFCMs的載藥量與包封率分別為12.11％和60.55％、磁響應性為8s(指在0.4T磁場作用下平行移動10cm所需時間)、在體外模擬介質中釋藥50％的時間t50為11.72hr、綜合指數(shù)OD為0.6573。電鏡下觀察微球表面光滑、圓整、具有良好的分散性，平均粒徑為4.36±1.92μm，分布在1～7μm的微球占總量的91.04％。經(jīng)紅外、差熱和X衍射檢測，5-F

8、u與絲素蛋白/殼聚糖合金物載體之間以很強的分子間相互作用力形成了共沉淀物。 (5)以該工藝及FB/CS復合物為負載材料制備的5-Fu-MFCMs微球，藥物在0.5hr內(nèi)存在突釋現(xiàn)象，隨后呈現(xiàn)出緩慢釋放的特點。FB/CS復合高分子載體屬于可溶脹聚合物系統(tǒng)，對5-Fu的釋放遵循Fick擴散機理，具有骨架型微球的釋藥特征，其體外釋藥動力學模型符合Higuchi方程，擬合相關系數(shù)R均在0.9以上。 (6)模擬血流環(huán)境，建立了磁微

9、球在磁場作用下穿過流體時定位的力學模型，得出影響磁微球定位因素的相互關系。即對粒徑和磁性一定的磁微球，產(chǎn)生定位的磁場條件為：HdH/dR＞9/4η(R/L)V/XD2.10-8 根據(jù)實驗結果并結合理論預測，對平均粒徑為4.3μm含磁粒子20％左右的磁性微球，當外磁場強度H≥0.4T、介質流速≤1cm/s、靶區(qū)離磁場距離≤3cm時，磁微球在靶區(qū)被截留率可達75％以上。 (7)用MTT比色法測定不同時間劑量的5-Fu-MFC