摘要
介孔碳纳米球整合了胶体纳米球和碳质材料的特性，具有高稳定性，对称的几何结构，优异的生物相容性，独特的孔径通道，高比表面积和优良的大孔容等，在电化学、水处理、生物医药、催化分离等领域被广泛应用。然而现阶段所获得的介孔碳纳米球仍然存在一些问题亟待解决：（1）碳材料表面极度疏水；（2）以往获得介孔碳纳米球需要额外的硬模板或高温高压等条件，操作繁琐且高耗费；（3）水溶液法组装过程反应力弱；（4）难以平衡前体聚合速率和自组装速率；（5）制备的介孔碳球粒径分布范围过大，存在粒子相互粘结的问题。因此，很大程度限制了介孔碳材料在药物运载方面的应用。 针对上述问题，本研究通过拓展水溶液法，创新性提出碱催化双模板协同构筑法，成功得到了具有高氮含量、单分散和均一的介孔碳纳米球。深入考察了模板比例、酚前体种类、乙二胺用量和乙醇用量等实验参数对聚合物和介孔碳纳米球的形貌和粒径的影响。探讨了单分散介孔碳纳米球的形成机理。在此基础上，以吲哚美辛作为模型药物，研究介孔碳纳米球作为药物载体制备固体分散体的最佳处方和工艺。同时，进行了介孔碳纳米球的毒理学考察与固体分散体的吸附和释放行为研究。主要研究内容如下： 1.F108、P123作为模板，间苯三酚为碳源，乙二胺为氮源和催化剂，通过碱催化双模板协同构筑得到富氮的单分散介孔碳纳米球。其中，模板种类、含量，乙二胺浓度，乙醇浓度等实验因素对碳球的形貌，粒径均一性，分散性具有巨大的影响。F108和P123两种表面活性剂分别作为分散剂和致孔剂，二者协同作用控制得到均匀粒径，分散的介孔碳球。乙二胺逐滴滴加缓解了前体反应过快与模板分离造成的宏观相分离，胺的加入也让最终碳球具有高氮含量；乙二胺和间苯三酚在F108的PEO端通过三层氢键作用表现极强的自组装能力。有效解决了水溶液法中有机-有机自组装反应力弱的问题。 2.以氮掺杂介孔碳纳米球作为药物载体，吲哚美辛作为药物模型，制备固体分散体；建立紫外分光光度法分析吲哚美辛原料药及固体分散体，考察了该方法的特异性、专属性、准确度、精密度和重复性均符合要求，以载药量作为指标，通过单因素和正交试验获得了固体分散体的最佳处方和工艺。结果表明，介孔碳作为药物载体具有良好的药物运载能力。 3.对氮掺杂介孔碳纳米球进行细胞毒性和斑马鱼毒性的毒理学研究，结果表明所得介孔碳纳米球具有良好的生物相容性。运用扫描电子显微镜，傅里叶红外光谱，X射线衍射仪和差示扫描热分析对吲哚美辛原料药、物理混合物和固体分散体进行物相分析表征。研究发现，当药物进入介孔碳纳米球中存在形式发生转变，由结晶态转为无定型态。另外研究深入考察了吲哚美辛、物理混合物和固体分散体的平衡溶解度，发现固体分散体可以将吲哚美辛的溶解度提升近5倍，其体外累积释放量在pH6.8和pH7.2中可以达到85%以上，溶出曲线符合Weibull模型，表明固体分散体释放需经过两个阶段，即快速释放阶段和慢速释放阶段。对固体分散体进行稳定性考察，结果表明制备的固体分散体在高温、高湿、强光照射以及在6个月放置均稳定存在。
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