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基于壳聚糖的两亲性自组装纳米载体的制备及其功能研究

陈晓彤

基于壳聚糖的两亲性自组装纳米载体的制备及其功能研究

陈晓彤1
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作者信息

  • 1. 中国海洋大学
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摘要

化疗是临床治疗恶性肿瘤的主要手段之一,大多数的化疗药物存在诸如水溶性差、半衰期短、毒副作用大等缺点。近年来,两亲性自组装纳米胶束因其能够增加药物水溶性、延长体内循环时间、降低药物的系统毒性以及通过肿瘤EPR效应实现靶向性等特点受到研究人员的广泛关注。本文通过对壳聚糖进行亲疏水改性,构建了一种pH敏感型的自组装纳米递送载体,对所构建纳米载体的理化性质、生物安全性、载药情况以及载药后体内外抗肿瘤效果进行了系统的研究,具体内容如下: 1.本研究将维生素E琥珀酸酯和组氨酸通过EDC·HCl缩合的方法接枝到壳聚糖的自由氨基上,构建了一种两亲性自组装纳米胶束——维生素E琥珀酸酯-壳聚糖-组氨酸。通过红外、核磁等表征手段证实维生素E琥珀酸酯和组氨酸成功接枝到了壳聚糖上,通过元素分析法计算出VES的取代度为3.20%,His的取代度为9.01%。将合成的两亲性自组装纳米胶束通过超声法制备成纳米粒子,考察其粒径、Zeta电位和微观形貌。结果表明VCH自组装形成的纳米粒子平均粒径在172.1nm,PDI=0.349,Zeta电位为+49mV,纳米粒呈球形或椭球形,分散均匀,无明显聚沉现象。对VCH纳米粒子进行细胞水平和动物水平的生物安全性评价。实验结果表明VCH纳米粒子在各浓度范围,对L929细胞没有明显的细胞毒性,细胞毒性评级为0级或1级。通过给KM小鼠尾静脉注射空白纳米粒的方法评价VCH纳米粒子的动物安全性,结果表明VCH纳米粒子并未造成小鼠脏器正常组织的损伤,生物安全性良好。 2.以阿霉素为模型药物制备了载药纳米粒子DOX/VCH,并测定了包封率和载药量。当药物与载体质量比为2:5时,测得药物包封率为66.64%,载药量可达21.04%。对载药纳米粒DOX/VCH的粒径和Zeta电位进行测定,发现载药纳米粒的粒径为260.2nm,比起空白纳米粒,平均粒径增大了90nm,PDI=0.121,Zeta电位为+38mV。通过扫描电子显微镜可以观察到载药纳米粒的微观形貌成球形,形态比空白纳米粒更加饱满。将载药纳米粒分别置于pH为5.7和7.4的PBS缓冲液中考察药物的释放情况,在pH=7.4的环境中药物累计释放量为18.6%,在pH=5.7的环境中为26.6%,表明载药纳米粒子DOX/VCH具有一定的pH敏感性。 3.选用HepG2细胞对载药纳米粒的IC50进行测定,载药纳米粒24h的IC50值为10.59μg/mL,DOX·HCl的IC50值为1.52μg/mL。体外抗肿瘤实验结果表明,24h时盐酸阿霉素的抗肿瘤效果要优于载药纳米粒DOX/VCH。通过激光共聚焦扫描显微镜观察HepG2肝癌细胞对载药纳米粒的摄取情况,结果表明HepG2肝癌细胞能够对载药纳米粒DOX/VCH进行有效摄取,盐酸阿霉素和载药纳米粒都是随着摄取时间的延长,摄取量增多,表现为红色荧光强度变强,说明二者的摄取均具有时间效应性。 4.在对荷瘤小鼠的治疗过程中,通过各组荷瘤小鼠体重变化发现,VCH纳米载体减弱了阿霉素对体重增长的抑制作用。肿瘤治疗结束后,给予载药纳米粒DOX/VCH的小鼠肿瘤抑制率为45.81%,给予盐酸阿霉素的小鼠肿瘤抑制率为52.74%。脏器指数结果表明,盐酸阿霉素组小鼠的肝、脾、肺具有一定程度的损伤,而载药纳米粒组小鼠的各个脏器与对照组相比没有显著性差异。通过Hamp;E染色的组织切片结果可以看出,盐酸阿霉素组小鼠的肝、脾和肾组织受到阿霉素的毒副作用比较大,表现为组织中出现空泡状变性或者有炎性细胞浸润,而载药纳米粒DOX/VCH组的小鼠组织切片上未观察到组织受损的迹象。 综上所述,本文设计的智能型两亲性自组装纳米载体生物相容性良好,通过自组装能够将抗肿瘤药物包封进疏水核心,形成稳定的载药纳米粒,载药量高。这种载药纳米粒子具有一定的缓释作用和pH敏感性,在体内的抗肿瘤效果优异,且具有明显降低药物毒性的作用,是一种具有潜力的智能型药物递送载体。

关键词

两亲性自组装纳米载体/壳聚糖/维生素E琥珀酸酯/pH敏感

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授予学位

硕士

学科专业

生物工程

导师

常菁

学位年度

2019

学位授予单位

中国海洋大学

语种

中文

中图分类号

TQ
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