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壳聚糖季铵盐多功能靶向纳米微球的制备及在药物载体方面的应用

作　者: 梁晓飞
导　师: 常津
学　校: 天津大学
专　业: 材料学
关键词: 壳聚糖季铵盐 聚合物胶束 微乳液 高分子脂质体 磁性纳米颗粒 纳米载药颗粒 缓控释 眼眶腺样囊性癌
分类号: R944
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


如何使药物能够到达靶向(病灶)部位,并以预定的速率释放出来,提高治疗效果,减小副作用已成为当今药物学和药物制剂学的热点和难点。本论文的目的为开发一种高效多功能化的靶向纳米载药体系。通过O-羧甲基壳聚糖接枝二甲基十八烷基环氧丙基氯化铵,制备一种新型双亲性高分子材料O-羧甲基壳聚糖十八烷基季铵盐(OQCMC)。采用不同方法分别制备PEG和叶酸、PEG和跨膜肽TAT共修饰的OQCMC磁性高分子脂质体及叶酸修饰的OQCMC靶向缓释微球,并将其用于药物/基因载体。通过一系列体内外试验,探讨了该载体系统的细胞毒性和靶向缓释功能,及其在脊髓损伤动物模型中跨血脑屏障磁靶向定位功能和眼眶腺样囊性癌治疗方面的初步应用。具体研究内容如下:(1)制备了一系列不同取代度和分子量的OQCMC。结果表明:OQCMC可溶于水和有机溶剂,表面Zeta电位为正,具有较好的结晶性和热稳定性;其分子结构中羧酸盐和季铵盐两亲水基团对OQCMC吸湿保湿性的影响不具协同作用;其对小鼠成纤维细胞L929具有较低的细胞毒性,IC50>0.08±0.03 mg/ml。(2)采用透析法制备OQCMC胶束,并研究其结构和性能。结果表明:OQCMC(DS=85.1%)的临界胶束浓度(CAC)值为2.4 mg.ml-1,水溶液中的表面张力可达20.21±0.03 mN.m-1;其胶束在水溶液中分布均匀;并与质粒pEGFP-N1有较强的结合能力;其对盐酸米诺环素(MH)的最大载药率可达22.7% (w/w);具有较好的缓控释功能。(3)采用微乳液方法研究了OQCMC纳米微球的性质。结果表明:微乳液方法可制备包载水溶性药物长春新碱(VCR)、脂溶性药物消炎痛(IMC)或二者共载的OQCMC载药微球,微球粒径在20nm左右,分布均匀,Zeta电位可达+39.36mV;微乳液体系对VCR的最大载药率为22.7%,IMC的最大载药率为20.1%,并可实现对两种药物的共载和共释放;对药物的缓控释功能明显。(4) OQCMC可代替合成磷脂同胆固醇复合制备阳离子高分子脂质体(CPL)。结果表明:可采用薄膜分散法和反向蒸发法制备CPL,其水溶液中平均粒径分别为172.5±2.1nm和108.5±0.5nm;CPL形状为不规则的球形,具有明显的脂质双层膜结构和较好的热稳定性;CPL颗粒的Zeta电位可达+42.17mV。CPL即可包载水溶性物质,如水溶性磁流体和药物VCR,又可包载油溶性物质,如油溶性磁颗粒和量子点(QDs);QDs标记的CPL保持了QDs的荧光特性;CPL对VCR的包封率可达90.1%以上;具有长效缓控释功能。(5)制备并研究了OQCMC/Chol磁性高分子脂质体系统(MCPL)。MCPL在水溶液中可稳定存在,呈单分散分布,包载油溶性磁颗粒的MCPL水溶液中平均粒径为43.1nm;Zeta电位可达+45.4±3.4mV;具有超顺磁性,比饱和磁化强度可达39.96 emu/g。将MCPL分别或同时携载DNA和IMC,结果表明,其对抑癌基因p53质粒具有较强的结合能力和保护功能。采用层层包裹高分子脂质膜的方法,可以制备不同粒径的MCPL,水溶液中的粒径范围可为40-120nm。体系对IMC的包封率可达90%以上,平均粒径为69.2±0.5nm,多分散指数0.261,分散均匀;层层包裹方法可延长MCPL对IMC的缓释时间,降低突释现象。(6)成功制备了PEG改性的OQCMC(PEG-OQCMC)和叶酸改性的OQCMC(FA-OQCMC)。用合成的PEG-OQCMC和OQCMC、FA-OQCMC、油溶性磁颗粒、IMC,分别或同时构建多功能MCPL系统。结果表明:PEG和叶酸修饰的载药MCPL在水相中可以稳定存在,平均粒径为118±8.4nm,多分散指数为0.005,Zeta电位为4.5±1.6mV,比饱和磁化强度为28.6 emu/g,具有超顺磁性。对IMC的最大载药率可达16%;并具有很好的缓控释功能。成功构建PEG和TAT共修饰的MCPL系统,其在水溶液中粒径分布均匀,大小在30nm左右;表面Zeta电位可达+39.7±1.6mV。在初步的动物试验中,MRI和普鲁士蓝染色结果表明多功能MCPL可在磁场作用下通过脊髓损伤大鼠的血脑屏障进入脊髓损伤部位,为今后靶向治疗脊髓损伤奠定了基础。(7) OQCMC可作为乳化剂和表面修饰剂制备功能化PLGA/OQCMC缓释微球。结果表明:OQCMC可提高体系对药物VCR和MH的包封率,降低体系粒径。其对VCR和MH的包封率均大于90%,分散均匀。在此基础上成功构建了叶酸修饰的VCR靶向载药缓释微球。靶向微球细胞毒性较低,微球表面有叶酸存在,其对腺样囊性癌(ACC)细胞具有明显的靶向作用。靶向载药微球对ACC细胞有明显的抑制作用,抑制率可达96%,且具有长效抑制功能。裸鼠动物实验表明,靶向载药微球对眼眶腺样囊性癌有较好的治疗效果,抑瘤率高达90%;并有明显的药物缓释作用。总之,通过上述研究,本研究已成功构建了以OQCMC为基础材料的多功能纳米载药微球,并可分别或同时赋予微球体系磁靶向定位功能、叶酸的细胞靶向功能、PEG修饰的长循环或TAT修饰的跨血脑屏障功能,其可作为一种有效的靶向药物载体用于药物的跨血脑屏障输送和肿瘤的靶向治疗。

全文目录


中文摘要  3-5
ABSTRACT  5-12
第一章 绪论  12-30
  1.1 引言  12-13
  1.2 纳米技术与纳米材料  13-14
  1.3 纳米载药系统  14-16
  1.4 纳米载药微球和微囊体系  16-17
  1.5 纳米载药微粒的制备材料  17-19
  1.6 磁性纳米材料  19
  1.7 纳米微球、微囊制备方法  19-22
    1.7.1 乳化-固化法  20
    1.7.2 单凝聚法  20
    1.7.3 复凝聚法  20-21
    1.7.4 喷雾干燥法  21
    1.7.5 自乳化-固化法  21-22
  1.8 基因治疗和基因载体  22-28
    1.8.1 基因治疗  22-23
    1.8.2 基因载体  23-28
  1.9 纳米材料的靶向性  28-29
  1.10 本课题的研究意义和内容  29-30
第二章 OQCMC的制备及表征  30-52
  2.1 引言  30-31
  2.2 实验部分  31-37
    2.2.1 实验仪器和药品  31-32
    2.2.2 实验方法  32-33
    2.2.3 表征与测试  33-37
  2.3 结果与讨论  37-50
    2.3.1 壳聚糖衍生物的合成  37-40
    2.3.2 壳聚糖衍生物的Zeta电位及溶解性能分析  40-42
    2.3.3 壳聚糖衍生物的结晶性能分析  42-44
    2.3.4 壳聚糖衍生物的热性能分析  44-45
    2.3.5 壳聚糖衍生物的吸湿和保湿性能分析  45-49
    2.3.6 OQCMC的细胞毒性分析  49-50
  2.4 本章结论  50-52
第三章 OQCMC纳米胶束的制备及其在药物载体方面的应用  52-69
  3.1 引言  52-53
  3.2 实验部分  53-58
    3.2.1 实验试剂与仪器  53-54
    3.2.2 OQCMC胶束临界胶束浓度(CAC)的测定  54
    3.2.3 壳聚糖及其衍生物胶束和载药胶束的制备  54-55
    3.2.4 盐酸米诺环素(MH)水溶液中标准曲线的测定  55-56
    3.2.5 载药胶束的体外缓释实验及包封率和载药量测定  56
    3.2.6 凝胶阻滞实验  56-57
    3.2.7 表征与测试  57-58
  3.3 结果与讨论  58-68
    3.3.1 OQCMC载药胶束的形成过程  58
    3.3.2 OQCMC胶束的临界胶束浓度(CAC)及表面张力  58-60
    3.3.3 胶束的表观形貌（SEM）  60-61
    3.3.4 OQCMC胶束的粒径分析  61-63
    3.3.5 OQCMC胶束的TEM分析  63-64
    3.3.6 OQCMC胶束的DNA结合能力分析  64
    3.3.7 OQCMC胶束的载药能力分析  64-67
    3.3.8 OQCMC胶束对MH的缓释性能分析  67-68
  3.4 本章结论  68-69
第四章 OQCMC纳米微乳液体系的研究及其在药物载体方面的应用  69-92
  4.1 引言  69-72
    4.1.1 微乳液  69-71
    4.1.2 高分子微乳液  71-72
  4.2 实验部分  72-76
    4.2.1 实验仪器与药品  72
    4.2.2 实验过程  72-76
    4.2.3 表征与性能测试  76
  4.3 结果与讨论  76-91
    4.3.1 最佳微乳形成条件的探讨  76-78
    4.3.2 拟三元相图  78-79
    4.3.3 表征及性能测试（OQCMC, DS=89.0%）  79-81
    4.3.4 载药微球的性能研究  81-91
  4.4 本章结论  91-92
第五章 OQCMC高分子脂质体的制备及在药物载体方面的应用  92-112
  5.1 引言  92-94
  5.2 实验部分  94-97
    5.2.1 实验仪器与药品  94-95
    5.2.2 实验过程  95-97
    5.2.3 高分子脂质体性能研究与表征  97
  5.3 结果与讨论  97-110
    5.3.1 阳离子高分子脂质体OQCMC/Chol的制备  97-98
    5.3.2 OQCMC/Chol高分子脂质体的结构分析  98-101
    5.3.3 OQCMC/Chol高分子脂质体的XRD和热性能分析  101-102
    5.3.4 OQCMC/Chol高分子脂质体的微结构分析(TEM)  102-104
    5.3.5 OQCMC/Chol高分子脂质体的部分应用  104-107
    5.3.6 长春新碱 OQCMC/Chol高分子脂质体  107-109
    5.3.7 载药高分子脂质体的稳定性分析  109-110
  5.4 本章结论  110-112
第六章 磁性高分子脂质体的制备及其在药物载体方面的应用  112-136
  6.1 引言  112-113
  6.2 实验部分  113-118
    6.2.1 实验仪器与药品  113-114
    6.2.2 实验过程  114-116
    6.2.3 磁性高分子脂质体的表征  116-118
  6.3 结果与讨论  118-135
    6.3.1 磁性脂质体的形成过程  118-119
    6.3.2 磁性高分子脂质体的TEM分析  119-121
    6.3.3 磁性高分子脂质体的粒径分析  121-123
    6.3.4 包载水溶性磁流体的高分子脂质体的结构分析  123-126
    6.3.5 包载油溶性磁颗粒的高分子脂质体的结构和性能分析  126-129
    6.3.6 磁性高分子脂质体在药物载体方面的应用  129-131
    6.3.7 磁性高分子脂质体作为基因载体的初步探索  131-135
  6.4 本章结论  135-136
第七章 多功能磁性高分子脂质体的组装及应用  136-164
  7.1 引言  136-138
  7.2 实验部分  138-143
    7.2.1 实验仪器和药品  138-139
    7.2.2 实验过程  139-142
    7.2.3 多功能磁性高分子脂质体的表征  142-143
  7.3 结果与讨论  143-162
    7.3.1 PEG-OQCMC的合成及表征  143-146
    7.3.2 FA-OQCMC的合成及表征  146-149
    7.3.3 磁性高分子脂质体的多功能组装分析  149-150
    7.3.4 PEG和叶酸修饰的高分子脂质体的性质分析  150-152
    7.3.5 载药多功能磁性高分子脂质体的性能分析  152-155
    7.3.6 TAT和PEG共修饰的磁性高分子脂质体系统  155-159
    7.3.7 TAT和PEG共修饰磁性高分子脂质体系统的初步应用  159-162
  7.4 本章结论  162-164
第八章 OQCMC/PLGA靶向缓释载药微球的制备及应用  164-193
  8.1 引言  164-165
  8.2 实验部分  165-172
    8.2.1 实验仪器和药品  165-167
    8.2.2 靶向缓释微球的制备  167-169
    8.2.3 靶向微球细胞水平的靶向性实验  169-170
    8.2.4 靶向缓释微球裸鼠眼眶腺样囊性癌的治疗  170-172
  8.3 结果与讨论  172-192
    8.3.1 复合微球体系的表征  172-176
    8.3.2 靶向缓释微球体系的构建及表征  176-180
    8.3.3 FA-OQCMC/PLGA微球的生物相容性分析  180-183
    8.3.4 微球在细胞水平的靶向作用  183-184
    8.3.5 叶酸靶向缓释微球对裸鼠眼眶腺样囊性癌的治疗  184-192
  8.4 本章结论  192-193
第九章 全文结论  193-196
参考文献  196-209
发表论文和科研情况说明  209-211
致谢  211

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中图分类: > 医药、卫生 > 药学 > 药剂学 > 剂型
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