介孔二氧化硅作為光動力治療藥物載體的制備、表征與性能研究.pdf

1、光動力治療(Photodynamic Therapy,PDT)是一種非侵入式用于治療多種腫瘤和非腫瘤的方法,尤其適用于治療體表腫瘤。在PDT過程中,特定治療分子光敏劑(Photosensitizers,PSs)通過局部或全身方式給藥,選擇性地聚集到腫瘤組織,再使用合適波長的光對靶組織進(jìn)行照射。大部分PSs是疏水性分子在生理條件下不穩(wěn)定,容易聚集,造成PDT效果降低,并且PSs在靶組織和細(xì)胞中的聚集量較低而不適宜臨床應(yīng)用。為了克服PSs的

2、溶解性和靶向性的困難,本文采用介孔二氧化硅(Mesoporous silica nanoparticles,MSNs)作為PSs的藥物載體,構(gòu)建四羧基酞菁鋅(zinc tetracarboxylphthalocyanine,ZnPcTC)共價偶聯(lián)MSNs以及聚合物修飾的負(fù)載光敏劑的多功能MSNs兩種藥物運輸體系,并分別對它們的形貌、理化性質(zhì)和光動力效果進(jìn)行研究。主要的研究內(nèi)容包括:
　　(1)四羧基酞菁鋅共價偶聯(lián)介孔二氧化硅的制備

3、及表征
　　采用有機(jī)模板法,以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為模板,正硅酸四乙酯(TEOS)為硅源,L-賴氨酸為催化劑,通過控制反應(yīng)物比例和攪拌速度,合成出尺寸50-60nm,孔徑2-4nm的球形MSNs。采用固相合成法制備ZnPcTC,使用N,N-二琥珀酰亞胺基碳酸酯(N,N’-Disuccinimidyl carbonate,DSC)將ZnPcTC的羧基活化,MSNs的表面使用硅烷偶聯(lián)劑3-氨丙基三甲氧基硅烷(3-Amino

4、propyltrimethoxysilane,APTMS)進(jìn)行氨基化,并與羧基活化的ZnPcTC以共價鍵的方式連接,制備成MSNs共價偶聯(lián)ZnPcTC(MSNs-NH-ZnPcTC)體系用于PDT研究。通過SEM和TEM觀察形貌與尺寸,紅外、XRD、熱重等測試手段表征其組成與結(jié)構(gòu),紫外可見吸收分光光度計及熒光光譜儀表征其光物理化學(xué)性質(zhì)。MSNs-NH-ZnPcTC的光動力活性測試,使用波長為680 nm的紅光照射不同的時間間隔(0-30

5、0s)后,觀察1O2指示劑1,3-二苯基異苯并呋喃(DPBF)的吸光度值變化,尤其是在417 nm處,吸光度值隨光照時間而降低。另外,通過光穩(wěn)定性實驗證實,MSNs能有效保護(hù)ZnPcTC,防止光敏劑被光過早降解,提高光穩(wěn)定性,說明MSNs-NH-ZnPcTC不僅光動力活性強(qiáng),并且能對所載光敏劑有一定保護(hù)作用,MSNs是一種有潛力的PDT藥物載體。
　　(2)負(fù)載酞菁鋅的多功能介孔二氧化硅的制備與表征
　　MSNs的表面羥基廠

6、玎羰基二咪唑(CDI)進(jìn)行活化,反應(yīng)條件溫和,室溫下即可反應(yīng)。渦旋載入酞菁鋅(ZnPc)后,將聚乙烯亞胺(PEI)和聚乙二醇(PEG)依次偶聯(lián)到活化后的MSNs上,構(gòu)成PEG-PEI-MSNs/ZnPc藥物運輸體系,對該體系進(jìn)行理化性質(zhì)表征,使用TEM觀察其形貌和尺寸,紫外可見分光光度計及熒光光譜儀探討其光物理化學(xué)性質(zhì),光動力活性測試使用波長為680nm的紅光照射不同的時間間隔(0-12min)后,觀察1O2指示劑9,10-蒽基-雙(亞

7、甲基)二丙二酸(ABDA)的熒光發(fā)射光譜在407,431以及457nm處的熒光強(qiáng)度隨著光照時間延長而降低,間接證實PDT的主要作用物質(zhì)1O2的產(chǎn)生。利用激光共聚焦成像系統(tǒng)觀察細(xì)胞內(nèi)定位,細(xì)胞毒性實驗檢測生物相容性和體外PDT效果,并測定線粒體膜電位的變化,結(jié)果說明PEG-PEI-MSNs/ZnPc能有效逃逸溶酶體,分散于細(xì)胞質(zhì)中,在光作用下對線粒體進(jìn)行損傷。對荷瘤小鼠的體內(nèi)成像以及腫瘤治療實驗說明PEG-PEI-MSNs/ZnPc能快速