论文摘要
经皮冠状动脉成形术（ percutaneous transluminal coronary angioplasty, PTCA ）已成为冠心病治疗的主要手段,广为临床应用。PTCA拓宽了急性心肌梗死治疗的新领域,形成及时和更充分的再灌注,并可减少溶栓成功后的残余狭窄;但PTCA术后常发生冠状动脉再狭窄（restenosis,RS）,造影随访其发生率达30%～40%。严重影响了PTCA和冠脉内支架的治愈率。为了提高PTCA术后再狭窄治愈率,必须提高在病变部位（再狭窄部位）的给药能力,同时降低药物对正常组织的毒性,因此能够同时满足治疗所需的药物释放浓度和作用时间的新型靶向性药物载体是解决问题的关键。在本课题研究中,我们合成了一系列具有良好生物相容性和靶向性的壳聚糖改性产物作为治疗PTCA术后再狭窄的药物载体,其中包括季铵盐改性壳聚糖、叶酸改性壳聚糖和葡萄糖酸改性壳聚糖,并研究了这些改性产物作为ASA、PRO和NO三种药物的载体对药物在体外释放性能的影响。壳聚糖改性产物本身都有一定的生物活性和药用价值,在人体内代谢后可以同时发挥负载药物和载体材料本身的生理调节作用。论文中主要对其合成方法、化学结构和释放性能进行了研究,主要内容包括以下几个方面:1.季铵盐改性壳聚糖的抗氧化性能研究。本文从壳聚糖的改性入手,制备了不同类型的壳聚糖改性产物,并对其进行结构表征。不仅对C-2位上的活性胺基进行了不同的季胺化改性,而且在保护胺基的前提下对C-6位上的羟基也进行了相同的季胺化改性。系统地比较了不同季铵盐对壳聚糖相同或不同位点上改性后的抗氧化性的差异。通过对壳聚糖进行改性,进而研究改性后的产物对羟自由基、超氧阴离子和DPPH自由基的清除作用,为壳聚糖改性相关方面的研究、应用提供依据。在C-2位胺基上接上季胺盐的效果略好于接在羟基上,可见羟基在抗氧化过程中起着相对重要的作用。根据各实验结果还可认为,由于反应位阻和分子缔合等原因,在去除·OH和O2-·上,大分子量壳聚糖的作用更强;而在去除DPPH时,则是小分子量壳聚糖能力更强;接上较小季胺基团的大分子量壳聚糖具有更强的抗氧化能力。2.试验中合成了一种新型的壳聚糖季胺盐O-（2-羟基）丙基-3-三甲基氯化铵壳聚糖（O-HTCC）,并对O-HTCC负载BSA的纳米粒子进行了详细的研究。详细的讨论了不同制备条件下形成的纳米粒子的形态和尺寸的变化;负载BSA的壳聚糖以及O-HTCC纳米粒子在模拟体内环境的体外释放规律;首次研究了BSA在纳米粒子中晶体结构的变化。与壳聚糖纳米粒子相比,O-HTCC纳米粒子的包封率和载药量更大。当TPP浓度是2mg/mL,BSA浓度是1mg/mL时,BSA在O-HTCC纳米粒子中的包封率和载药量分别达到87.5%和99.5%。壳聚糖负载BSA后纳米粒子的尺寸比纯的壳聚糖纳米粒子要大,相反O-HTCC负载BSA后纳米粒子的尺寸比纯的O-HTCC的纳米粒子要小,随着BSA浓度的增大,负载BSA的壳聚糖或O-HTCC纳米粒子粒径都增大。BSA浓度对O-HTCC负载BSA纳米粒子的突释率也有很大影响,且随着BSA浓度的增大,O-HTCC负载BSA纳米粒子的包封率和载药量都增大。BSA包载到壳聚糖或O-HTCC纳米粒子中后,晶体结构发生了很大改变,这说明壳聚糖及其季铵盐改性产物O-HTCC的大分子在跟TPP发生离子交联的过程中,带正电的壳聚糖分子或O-HTCC分子能够引导BSA分子重新排列,使之出现新的晶体结构。3.季铵盐壳聚糖（O-HTCC）同时负载阿司匹林（ASA）和普罗布考（PRO）两种固体药物的性能研究,以及作为气体药物NO的载体的研究。研究了分别负载ASA和PRO两种药物以及同时负载这两种药物的纳米粒子的形态和尺寸,及其外释放规律。结果显示:ASA和PRO在纳米粒子中的存在状态并不相同,亲水性的ASA是以非晶体状态存在,而亲油性的PRO是以晶体状态存在的。当同时负载这两种药物时,两者可以互相影响释放速率,并且释放速度都加快。另外,合成了壳聚糖季铵盐/NO加成物,对壳聚糖季铵盐/NO加成物的结构和性质进行了详细的讨论;研究了不同分子量和不同位点季铵盐改性壳聚糖对NO释放动力学的影响。结果显示:相对于HTCC来说,O-HTCC的NO负载量较大,释放速率也比较快;而对于同种载体而言,分子量大的季铵盐改性壳聚糖由于改性程度较差,所以与NO的反应能力也较差,同时也不利于NO的释放。4.叶酸改性壳聚糖、羧甲基壳聚糖和O-HTCC的制备及改性产物负载NO的性能研究。制备了叶酸改性壳聚糖,叶酸改性O-羧甲基壳聚糖,叶酸改性O-HTCC等一系列合成产物,并对其进行了红外和核磁表征;与NO分子反应产生三种新型的亲核NO供体,对产物的结构进行表征,并研究它们的NO释放性能。研究表明:O-HTCC-FA-NO加成产物（摩尔比:O-HTCC/FA=2/1）有较长的NO释放半衰期,t1/2=0.866h;而CS-FA-NO加成产物有相对较短的半衰期,t1/2=0.248h（CS/FA=2/1）和t1/2=0.257h（CS/FA=1/2）,但是可以看出,当FA和CS的摩尔比增大时,其合成产物NO加成物的半衰期和负载量都变大,如CS/FA=2/1的最大释放量是36.72nmol/mg,而CS/FA=1/2的最大释放量是84.3nmol/mg。5.葡萄糖酸改性壳聚糖和改性羧甲基壳聚糖及其负载NO的性能研究。制备了葡萄糖酸改性壳聚糖,葡萄糖酸改性O-羧甲基壳聚糖等一系列合成产物,对其进行红外和核磁表征;与NO分子反应后产生两种新型亲核NO供体,对产物的结构进行表征,并研究了它们的NO释放性能。结果表明:分子量较小的CS生成的SBC-NO供体有较高的负载量;而相同分子量的情况下,CMCS生成的SBCS-NO比CS生成的SBC-NO有更长的释放半衰期。本文的创新点:本文主要合成了几种新型的药物载体,并对其性能进行了研究,主要创新点如下:1.系统的比较了壳聚糖的不同位点季胺化改性产物对清除自由基（羟自由基·OH,超氧阴离子自由基氧O2·-和DPPH.自由基）的能力。研究了不同位点季胺盐改性的壳聚糖,季胺盐改性的不同分子量大小的壳聚糖以及相同位点不同季胺盐改性壳聚糖的抗氧化性差异。阐述了反应位阻和分子缔合以及分子量大小等原因跟清除自由基能力之间的密切关系。2.以C-6位季胺盐改性壳聚糖为载体,研究了负载BSA药物的性能,同时研究了这些载药纳米粒子的形态和BSA在纳米粒子中晶体结构的变化,并研究了BSA的体外释放性能。3.以季铵盐改性壳聚糖为载体,首次研究了同时负载阿斯匹林和普罗布考两种药物后的季铵盐改性壳聚糖纳米粒子的形态结构,以及药物在纳米粒子内的存在形态和体外释放性能。这种负载复合药物的纳米载药系统能够满足治疗心血管疾病所需要的药物释放速率和释放周期,具有重要的临床应用价值。4.首次以季铵盐改性壳聚糖、叶酸改性壳聚糖和葡萄糖酸改性壳聚糖产物作为具有良好生物相容性的新的NO载体,合成出以下新的化合物:季铵盐改性壳聚糖/NO;叶酸改性壳聚糖/NO和葡萄糖酸改性壳聚糖/NO,并对每个产物的化学结构进行详细的表征,同时研究了它们NO的释放性能。