磁靶向性PEG纳米粒子的合成及其对抗肿瘤药物的修饰性能

来源 :宁波大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dsgver454g
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癌症已成为当今人类最主要的致死因素,化疗是最为重要的治疗手段。化疗可以有效杀灭全身多个地方癌细胞,但选择性较差,癌症治疗的瓶颈效应刺激着癌症治疗技术的新突破。靶向给药系统(DDS)及纳米技术的发展为癌症治疗提供了新策略,可以使药物定向攻击癌细胞而不损害正常细胞。磁靶向药物传递系统是在外部磁场作用下将药物传递到靶向位点。超顺磁 Fe3O4纳米粒子具有易合成、低毒性、生物相容性、外加磁场可控性等,在生物医学领域有着广泛的研究。磁性纳米颗粒血液循环半衰期短,容易被网状内皮系统(RES)中的巨噬细胞所吞噬,聚乙二醇(PEG)修饰后在其周围产生空间屏障,可延长血液循环时间。本文根据靶向药物传递系统的设计理念,研究了磁靶向性 PEG纳米粒子的合成及其对抗肿瘤药物的修饰性能,其工作宗旨为在提高化疗药物疗效的同时降低毒副作用,兼具高的载药率与磁响应性能。本论文主要开展了以下几方面的研究工作:  1、聚乙二醇化 Fe3O4磁性纳米载体的制备与性能  为提高磁性纳米载体的生物环境适应性和生物应用,在采用共沉淀法制备柠檬酸包覆的 Fe3O4磁性纳米粒子基础上,进一步利用聚乙二醇二胺(NH2-PEG-NH2)通过碳二亚胺化学法进行了修饰,得到具有良好性能的磁性纳米粒子修饰剂,对磁性纳米粒子的表面形态、化学结构、晶体结构、热稳定性和磁性能进行了表征,并用合成的磁性纳米粒子修饰剂对盐酸阿霉素(DOX·HCl)进行了修饰,研究了修饰剂的载药和释药行为。结果表明,所制备的修饰剂近乎球形,尺寸相对均匀,粒径在15 nm左右,饱和磁化强度为68 emu/g,因而作为靶向药物传递系统中作为磁控载体可以达到良好的磁响应性能。在水中的载药量达到83%,同时具有明显的缓释效果(72 h时累计释药率为73.6%)。  2、聚乙二醇化 Fe3O4—氧化石墨烯纳米粒子的制备与性能  基于 Fe3O4磁性纳米粒子与多功能化氧化石墨烯(GO),构建 Fe3O4-GO药物载体。通过共沉淀法制备聚乙二醇修饰的 Fe3O4(PCI MNPs),然后通过EDCI/NHS偶联反应连接到 GO的表面,最终形成 PCI-GO复合纳米材料。其中具有超顺磁性能的 Fe3O4磁性纳米粒子作磁靶向介质,GO的六边形晶格容易与芳香族化合物发生π-π相互作用从而吸附其上。我们从载体的粒径形貌、磁响应性能以及药物释放等方面对 PCI-GO载体的物理化学性质进行了系统的表征。最后,利用肝癌细胞 HepG2对纳米粒子进行了 MTT实验,测定其细胞毒性。结果表明,PCI纳米粒子有着相对均匀的尺寸,GO呈片状,PCI-GO饱和磁化率为42.9 emu/g,载药率为87.6%。综上,磁性纳米药物载体在靶向药物传递系统以及体外抗肿瘤活性方面均呈现出较好的功效,具有良好的生物相容性。  3、pH/磁靶向双响应聚乙二醇化 Fe3O4纳米粒子的制备与性能  基于 Fe3O4磁性纳米粒子的磁靶向作用,用柠檬酸作为连接臂,将具有良好生物相容性的长链 COOH-PEG-COOH用以提高生物相容性,通过 EDCI/DMAP偶联剂,得到柠檬酸/聚乙二醇双修饰的 Fe3O4纳米粒子,与水合肼形成酰肼后再与阿霉素生成腙键用于癌症治疗。数据显示, GCIO纳米粒子的平均粒径为21±0.2 nm,饱和磁化强度43.2 emu/g,负载效率为89%,在 pH=5.0的 DOX的药物释放速率显着快于在 pH=7.4的药物释放速度,显示超顺磁性能、高药物负载能力和 pH响应药物释放行为。此外,MTT测定显示 GCIO纳米颗粒反映良好的生物相容性和稳定性。重要的是,随着 GCIO-DOX浓度的增加,细胞活力降低。综上,我们已经实现了用于靶向药物递送系统的磁性和 pH双重响应纳米载体,为进一步研发新型阿霉素载药系统提供了理论和实验依据。
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