再生丝蛋白纳米药物载体的制备及应用

论文摘要

蚕丝因具有特殊的光泽、透气性好、吸湿性强、手感好及强度高等优点而一直应用于纺织领域。蚕丝的主要成分丝蛋白由于其具有良好的生物相容性、生物可降解性、低细胞毒性以及无免疫原性,目前已经被广泛地应用于生物医药领域。丝蛋白由于其独特的序列结构吸引越来越多研究者的目光,丝蛋白的分子链是由18种氨基酸按一定的序列排列而成,其中甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸的含量较多,主要构成GAGAGS的六肽氨基酸重复片段,由于这几种氨基酸的取代基较小,因此这部分片段很容易通过氢键组装成以反平行β-折叠结构为主的晶区；而取代基较大的氨基酸如苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸等则主要组成了非晶区。本论文以再生丝蛋白溶液为原料,通过两种不同的自组装方法来制备负载一线抗癌药物的再生丝蛋白纳米微球,以期能运用于新颖的淋巴化疗当中。基于我们课题组之前的研究成果,通过将乙醇诱导和冷冻相结合的方法可以制备得到粒径可控的丝蛋白纳米微球,本论文中我们以丝蛋白纳米微球为载体来实现对抗癌药物紫杉醇的包覆,通过对冷冻时间、丝蛋白浓度以及投药量的控制,制备得到了粒径为270-520 nm的丝蛋白纳米载药微球,所得到微球具有规整的圆球状结构,分散性好且状态稳定。同时,我们还考察了载药微球的载药量、包封率以及缓释性能,结果发现当载药量为6.9%时,缓释时间能达到9天以上；而当载药量为3%时,最长缓释时间能超过2周。这些研究结果均证明负载紫杉醇的丝蛋白纳米微球具有应用于临床淋巴化疗的潜能。静电喷射技术是从静电纺丝中衍生出来的一种比较有效的制备纳米微球的方法,它利用静电纺丝的装置,通过控制溶液的浓度、喷射电压以及喷射速率等参数来使得电喷液破裂成小液滴,再用溶剂接收固化,从而得到所需要的纳米微球。为了解决亲水性药物的负载问题,本论文中我们采用自己设计的装置进行双轴静电喷射来制备丝蛋白纳米载药微球。我们以再生丝蛋白溶液为载体,吉西他滨为包覆药物进行双轴电喷成功制备得到了粒径在150-200 nm负载吉西他滨的丝蛋白纳米微球,该微球在水相中的再分散性和稳定性较好。通过对丝蛋白溶液浓度、药物浓度、内外注射速率比等因素的控制,我们最终得到的载药量在10%以上的丝蛋白载药纳米微球。同时相比其他方法制备的负载亲水性药物的纳米微球来说,双轴电喷的方法有利于提高药物的包封率,其可以达到90%以上。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 丝蛋白的研究背景
• 1.1.1 蚕丝的结构及化学组成
• 1.1.2 丝蛋白的结构及聚集态结构
• 1.2 生物大分子纳米颗粒的制备
• 1.2.1 两亲性大分子的自组装法
• 1.2.1.1 蛋白质分子的自组装
• 1.2.1.2 多糖衍生物的自组装
• 1.2.2 聚电解质的离子凝聚（Ionic-gelation）
• 1.2.2.1 离子诱导聚电解质凝聚
• 1.2.2.2 复合凝聚（Polyelectrolyte complex）
• 1.2.2.3 层层组装
• 1.2.2.4 模板聚合
• 1.3 抗癌药物的缓释和控释
• 1.4 药物缓释的数学模型
• 1.4.1 Higuchi公式
• 1.4.2 Power law公式（Peppas公式）
• 1.5 本课题研究目的和主要内容
• 参考文献
• 第二章 负载紫杉醇的丝蛋白纳米微球的制备及控释
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原料与试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 负载紫杉醇的丝蛋白纳米微球的形成
• 2.3.2 负载紫杉醇的丝蛋白纳米微球的红外表征
• 2.3.3 负载紫杉醇的丝蛋白纳米微球的粒径与形貌
• 2.3.4 负载紫杉醇的丝蛋白纳米微球的XRD表征
• 2.3.5 负载紫杉醇的丝蛋白纳米微球的形成机理
• 2.3.6 负载紫杉醇的丝蛋白纳米微球的稳定性
• 2.3.7 紫杉醇在丝蛋白纳米微球中的包覆和体外缓释
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 双轴静电喷射制备负载吉西他滨的丝蛋白纳米微球
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料与试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 测试与表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 单轴电喷与双轴电喷的比较
• 3.3.2 负载吉西他滨的丝蛋白纳米微球的形成
• 3.3.3 注射速率对负载吉西他滨的丝蛋白纳米微球粒径的影响
• 3.3.4 负载吉西他滨的丝蛋白纳米载药微球在水相中的再分散
• 3.3.5 负载吉西他滨的丝蛋白纳米微球的形貌
• 3.3.6 负载吉西他滨的丝蛋白纳米微球的稳定性
• 3.3.7 负载吉西他滨的丝蛋白纳米微球的构象
• 3.3.8 负载吉西他滨的丝蛋白纳米微球的包覆和初步体外缓释
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 论文发表情况
• 致谢