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本研究论文主要包括两个部分:(1)口服结肠靶向双重交联壳聚糖/海藻酸钠水凝胶用作药物控释系统的研究;(2)利用3D打印技术制备海藻酸钠/明胶水凝胶用作药物控释体系的研究。1.口服结肠靶向双重交联壳聚糖/海藻酸钠水凝胶用作药物控释系统的研究为了应对当前癌症治疗领域常见的药物崩解及靶向性差等问题,本课题将壳聚糖和海藻酸钠在药物载体领域的优势结合起来,使用壳聚糖/海藻酸钠(CS/SALG)双交联水凝胶作为药物载体负载抗肿瘤药物—阿霉素(DOX),实现了药物在结肠部位释放的目的,解决了药物在胃中崩解的缺陷。实验结果表明壳聚糖/海藻酸钠双重交联水凝胶对阿霉素具有高达80%的药物负载率,其阿霉素的药物释放过程受到pH的影响。通过体外药物释放实验数据显示,双重交联水凝胶具有良好的结肠靶向作用,使得药物在酸性条件下轻微释放药物,在pH7.4时迅速释放,这表明,壳聚糖/海藻酸钠水凝胶具有在不同生理条件下的药物控释行为。体外实验表明,双交联水凝胶表现出较低的细胞毒性,而载有阿霉素的水凝胶对肿瘤细胞具有明显的抑制作用。因此,双交联壳聚糖/海藻酸钠水凝胶将具有广泛的结肠靶向药物输送前景。2.利用3D打印技术制备海藻酸钠/明胶水凝胶用作药物控释体系的研究在进行一系列的实验后我们发现,常规水凝胶珠释放药物过于缓慢,因此我们研究了利用3D生物打印机(3D-Bioplotter)打印药片来改善水凝胶的药物释放性能,3D打印技术对于患者特定剂型具有相当大的潜力。利用3D生物打印技术可以快速、高效、精确制造不同尺寸的模型和复杂的内部结构,并通过与药物、活性因子、细胞等混合打印,使模型功能化,实现器官定制、药物控释的目的。在这项研究中,我们证明了使用带有穿孔通道的囊片的新颖设计方法来加速3D打印药片的药物释放。利用明胶和海藻酸钠为主要原料,制备了一种单交联的3D打印水凝胶和常规水凝胶珠,对比之后我们发现,3D打印水凝胶有良好的pH响应性,药物释放实验反映出药物释放行为与传统制备方法类似但释放效果更好。体外细胞毒性实验证实空白的海藻酸钠/明胶水凝胶对3T3细胞没有毒性,而载有阿霉素的水凝胶对肿瘤细胞具有明显的抑制作用。水凝胶具有良好的生物相容性,能满足3D打印后直接使用无需后处理的需求。