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發(fā)結構穩(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。由于二氧化硅的結構及表面性質清楚，有較好的生物相容性，能很好地進行表面的功能化修飾等優(yōu)點，使得硅納米材料在生物醫(yī)學中獲得了廣泛的應用，其中多孔性硅納米粒子尤受關注。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，這樣的結構能增強對生物活性分子（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特的性質，如具有很高的表面區(qū)域，孔徑在一個很窄的范圍內(nèi)可調(diào)，對化學和溫度變化穩(wěn)定，這些特點使得硅納米粒子適合各種可控釋放的應用。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力學行為，獲得更為穩(wěn)定水平的藥物濃度，這些特點使高分子材料更適合捕獲和裝載那些對

3、環(huán)境變化敏感的藥物，并且還能輸送各類蛋白質藥物和基因。
　　 本文的基本思想是在對多孔性硅納藥物載體和PLGA納米載體進行系統(tǒng)研究的基礎上，試圖開發(fā)一種能兼顧二氧化硅和PLGA兩類生物材料的優(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，并研究其釋放動力學行為；在此基礎上，通過把光敏感分子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)研究的基礎上，制備出一種新型的具有SiO2和PLGA雙層殼結構的多孔性納米粒子，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～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Au@SiO2和HMSNs表征，研究表明硅殼結構一致且光滑，然后采用模式藥物FITC釋放實驗也證實了其多孔性的特性。通過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力學行為，表明其釋放規(guī)律與對照組（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、是一個很好的可控緩釋過程，證明了HMSNs可作為一種較好的可控型藥物釋放載體，在未來治療型藥物輸送應用方面有很好的潛能。
　　 ⑵以40nm的金納米粒子為核，通過把光敏感分子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合，因此我們通過調(diào)節(jié)APS的加入量來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間過程。研究發(fā)現(xiàn)，光照射過的納米粒子比沒有照射過的溶解更慢，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治療藥物輸送的應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，及評價其體外抗腫瘤的效果。PLGA納米粒子通過改良溶劑法制備，

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。進一步研究了PLGA納米粒子的藥物釋放動力學及在HeLa細胞中抗腫瘤活性。PLGA納米粒子釋放FITC的峰值約在18小時，HeLa細胞生長的抑制率通過MTT法測定。裝載有紫杉醇的PLGA納米粒子能導致HeLa細胞凋亡，HeLa細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)在未來的臨床應用中有很好的應

9、用價值。
　　 ⑷合成一種新型的、具有硅和PLGA雙重殼的核-殼結構型的新型納米粒，透射電鏡結果表明，雙重殼的厚度約8.7士1.3 nm。可降解的外層PLGA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可產(chǎn)生一些自由基，從而加強殺死癌細胞的作用。通過透射電鏡觀察和金核的溶解時間過程研究，結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）。通過測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溶液中異硫氰酸熒光素（FITC）淬滅的時間過程來表征這種新型納米藥物載體的可控釋放性質。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周左右的時間，這