基于硅质体的新型纳米药物载体材料的研究

论文摘要

恶性肿瘤是严重危害人类健康的疾病之一,化疗是目前必不可少的治疗方法。但目前的化疗药物不具有靶向性,不仅对癌细胞有杀伤性,对正常细胞同样具有杀伤作用,从而引起严重的毒副作用,阻碍了它们的发展和应用。脂质体作为诊断和治疗药物的载体已经得到越来越广泛的关注。尤其是脂质体已经被用来包裹各种亲水的和疏水的抗癌药物。但是脂质体最大的缺点是化学和物理的不稳定性,脂质体囊泡容易破裂,其内容物抗癌药物在到达肿瘤部位之前过早地泄漏,达不到缓释的效果,严重影响了它们在临床上的应用。为了克服上述问题,科学家们发展了一种长循环的脂质体—聚乙二醇化的脂质体。聚乙二醇化的脂质体似乎降低了内容物释放所引起的毒性作用,但不幸的是,因为聚乙二醇的存在产生了新的毒害作用。例如,含有聚乙二醇磷脂的脂质体药剂导致一种称为―手足综合症‖的皮肤毒性,这样会导致手心和脚底的皮疹和溃疡。因此很多业内人士认为,研制更稳定、肿瘤靶向性更好的脂质体是今后脂质体技术的发展方向。针对脂质体稳定性和缓释性欠佳等缺点,研发了一种具有超高稳定性的被称为―硅质体‖的新型有机-无机复合脂质体作为药物载体,这样可以克服当前脂质体技术的一般性问题。首先我们成功合成了这种有机-无机复合脂质分子,然后制备了硅质体并研究了它的制备工艺。硅质体是一种仿生胶体粒子,它具有类似脂质体膜的内水相,但是它的表面覆盖了一层无机的硅酸盐壳层。硅酸盐表面不仅保护了内层的脂质双层,而且它很容易连接生物活性分子。与传统的常规脂质体相比,硅质体表面的硅氧烷网络显著增加了脂质体的稳定性,对表面活性剂、酸碱都有很好的稳定性。由于硅质体囊泡在包封各种药物,包括亲水、疏水及两亲的药物方面具有潜在应用价值,因而它具有重要的意义。本研究选用了两种代表性抗癌药物:疏水性药物紫杉醇和亲水性药物盐酸阿霉素,它们分别被包裹进硅质体里面制成紫杉醇和盐酸阿霉素硅质体药物。优化了制备方法和工艺,制得的紫杉醇和盐酸阿霉素硅质体粒度分布均匀、分散性好,平均粒径约为150nm左右,能够满足临床上纳米药物载体对尺寸的要求。两种硅质体药物均具有很好的化学稳定性和贮存稳定性。体外释放实验表明,它们能够持续释放药物,达到很好的缓释效果,细胞实验也进一步证明了该结果。随后制备了掺杂磷脂（二硬脂酰磷脂酰胆碱）的紫杉醇硅质体,利用各种表征手段表征了掺杂磷脂的混合硅质体囊泡。证明了它们的混合方式是有机-无机复合脂质和磷脂是混合在一个囊泡里,而不是单独形成各自的囊泡。通过在硅质体中以不同比例掺入磷脂,可以控制药物的体外释放性能。为了达到靶向性,我们将磁性纳米粒子和抗癌药物盐酸阿霉素同时包裹在硅质体中制备了磁性盐酸阿霉素硅质体。利用激光红聚焦显微镜和流式细胞仪定性和定量的表征了HeLa细胞对磁性硅质体的摄取。实验结果表明:在施加磁场的情况下,该磁性硅质体能向癌细胞靶向地传递和释放药物,而且集稳定性、缓释性和靶向性于一体。本论文成功地制备了四种超稳定的新型硅质体药物,紫杉醇硅质体、紫杉醇混合硅质体、阿霉素硅质体、磁性阿霉素硅质体。硅质体是目前报道的具有超高稳定性的双层膜结构,从而使得这种人造细胞膜在生物医药领域具有很好的应用前景。硅质体作为药物载体在癌症治疗方面存在潜在的巨大应用价值,未来经济效益巨大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• Contents
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 抗肿瘤药物制剂
• 1.2.1 抗肿瘤药物的研究
• 1.2.2 抗肿瘤药物载体研究进展
• 1.3 脂质体药物研究进展
• 1.3.1 脂质体概述
• 1.3.2 脂质体药物国内外历史与研发现状
• 1.3.3 磁性脂质体的研究进展
• 1.3.4 提高脂质体稳定性的研究
• 1.4 二氧化硅药物载体研究进展
• 1.4.1 纳米二氧化硅药物载体研究进展
• 1.4.2 介孔二氧化硅药物载体研究进展
• 1.5 硅质体的研究进展
• 1.5.1 硅质体研究进展
• 1.5.2 制备硅质体的方法
• 1.6 选题意义和主要研究内容
• 第2章 实验材料和方法
• 2.1 实验试剂与仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 合成所用溶剂的精制
• 2.1.3 实验仪器
• 2.2 有机-无机复合脂质分子的合成与表征
• 2.3 各种硅质体的制备方法
• 2.3.1 紫杉醇硅质体的制备
• 2.3.2 掺杂磷脂的紫杉醇硅质体的制备
• 2.3.3 盐酸阿霉素硅质体的制备
• 2.3.4 二氧化硅包裹盐酸阿霉素脂质体的制备
• 3O₄ 纳米粒子和磁性盐酸阿霉素硅质体的制备'>2.3.5 Fe₃O₄纳米粒子和磁性盐酸阿霉素硅质体的制备
• 2.4 药物含量测定方法的建立
• 2.4.1 紫杉醇硅质体中药物含量测定方法的建立
• 2.4.2 盐酸阿霉素硅质体中药物含量测定方法的建立
• 3O₄ 含量测定方法的建立'>2.4.3 磁性盐酸阿霉素硅质体中药物和Fe₃O₄含量测定方法的建立
• 2.5 细胞毒性实验
• 2.5.1 MTT 法检测细胞毒性实验
• 2.5.2 紫杉醇硅质体细胞毒性
• 2.5.3 盐酸阿霉素硅质体细胞毒性
• 2.5.4 磁性盐酸阿霉素硅质体细胞毒性
• 2.5.5 磁性盐酸阿霉素硅质体细胞摄取
• 2.6 表征方法
• 2.6.1 核磁共振波谱分析
• 2.6.2 扫描电子显微镜分析
• 2.6.3 透射电镜分析
• 2.6.4 纳米粒度及Zeta 电位分析
• 2.6.5 红外光谱分析
• 2.6.6 荧光分光光度计
• 2.6.7 Langmuir 单分子膜分析
• 2.6.8 X 射线衍射分析
• 2.6.9 体外磁场响应性研究
• 2.6.10 振动样品磁强计
• 第3章 紫杉醇硅质体的制备与性质研究
• 3.1 引言
• 3.2 紫杉醇硅质体的研究
• 3.2.1 有机-无机复合脂质的LB 膜分析
• 3.2.2 硅质体红外光谱分析
• 3.2.3 紫杉醇硅质体制备工艺优化
• 3.2.4 形态和粒径考察
• 3.2.5 包封率和载药量的测定
• 3.2.6 稳定性研究
• 3.2.7 药物体外释放的研究
• 3.2.8 细胞毒性
• 3.3 掺杂磷脂的紫杉醇混合硅质体控释体系的研究
• 3.3.1 粒径和Zeta 电位测定
• 3.3.2 透射电镜分析
• 3.3.3 稳定性研究
• 3.3.4 药物体外释放的研究
• 3.3.5 混合硅质体形成机理
• 3.4 释药机理初步探讨
• 3.5 本章小结
• 第4章 盐酸阿霉素硅质体的制备与性质研究
• 4.1 引言
• 4.2 盐酸阿霉素硅质体的研究
• 4.2.1 制备影响因素的研究
• 4.2.2 粒径和Zeta 电位的测定
• 4.2.3 包封率和泄漏率的测定
• 4.2.4 稳定性的考察
• 4.2.5 药物体外释放的研究
• 4.2.6 释药模型探讨
• 4.2.7 细胞毒性实验研究
• 4.3 本章小结
• 第5章 磁靶向硅质体的制备与性质研究
• 5.1 引言
• 3O₄ 纳米粒子的制备与表征'>5.2 磁性Fe₃O₄纳米粒子的制备与表征
• 3O₄ 纳米粒子的制备与改性工艺'>5.2.1 磁性Fe₃O₄纳米粒子的制备与改性工艺
• 3O₄ 纳米粒子的形貌表征和粒径测试'>5.2.2 磁性Fe₃O₄纳米粒子的形貌表征和粒径测试
• 5.3 磁性盐酸阿霉素硅质体的制备与表征
• 5.3.1 制备影响因素的研究
• 5.3.2 磁性硅质体形成机理
• 5.3.3 体外磁场响应性
• 5.3.4 红外光谱分析
• 5.3.5 X 射线衍射分析
• 5.3.6 磁学性质
• 5.3.7 稳定性的考察
• 5.3.8 体外释放的研究
• 5.3.9 细胞毒性实验
• 5.3.10 荧光标记磁性硅质体的细胞摄取
• 5.4 本章小结
• 附加材料
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢
• 个人简历