pH响应性磁靶向阿霉素复合纳米载体的构建与应用研究

来源 :河北北方学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouwei9471
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
恶性肿瘤的发病率逐年上升,是严重威胁人类健康的重大疾病。化疗是目前临床最常用的肿瘤治疗手段之一。但由于一般化疗药物对肿瘤细胞和组织不具有选择性,导致广泛的毒副作用,严重影响了患者的生活质量并限制了化疗药物的临床应用。因此,设计新型靶向肿瘤的药物载体系统,提高化疗药物体内对肿瘤部位的靶向性,在治疗过程中使化疗药物能够在肿瘤部位靶向富集,有效提高肿瘤组织的药物浓度,减小全身性的毒副作用,成为当前肿瘤给药系统研究的热点。本研究中我们拟采用效果明确的磁靶向技术为靶向策略,根据肿瘤部位pH低于正常组织的生理特点,设计合成能够通过静电作用有效结合化疗药物阿霉素(DOX)药物分子且具有pH敏感释放特性的高分子聚合物与磁性纳米粒构建形成阿霉素的肿瘤靶向性控释复合纳米给药体系。以期在外磁场作用下,该化疗药物载体在体内能够定向富集于肿瘤病灶部位,在肿瘤组织较低pH的生理条件下有效释放负载的化疗药物,增加药物在肿瘤部位的浓度,降低化疗药物的全身毒性,从而达到更好的治疗效果,提高患者的顺应性。在第一部分纳米药物载体的构建、合成和表征中,我们首先合成了pH响应性的聚合物载药材料聚乙二醇-b-聚天冬氨酸(PEG-b-Pasp),反应首先是由L-天冬氨酸-β-苄酯与无水四氢呋喃,在60℃和三光气的环境中反应制备得到天冬氨酸苄酯环内酸酐,再与氨基聚乙二醇单甲醚发生开环聚合反应得到聚乙二醇-b-聚天冬氨酸苄酯(PEG-b-PBLA),最后通过在OH-条件下水解去除PEG-b-PBLA的苄醇,经过核磁共振和红外吸收光谱表征表明成功合成了PEG-b-PAsp。然后利用水热法合成了粒径水合粒径约140nm的四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米粒,为提高Fe3O4磁性纳米粒在空气中的稳定性并降低其相互聚集,我们通过St?ber方法和溶胶凝胶过程在Fe3O4磁性纳米粒表面包覆上一层厚度约10nm二氧化硅(SiO2)层,最后通过酰胺化反应将合成的PEG-b-PAsp与表面氨基化的SiO2层化学交联,再加入盐酸阿霉素溶液搅拌过夜进行载药,制备出Fe3O4@SiO2@PEG-b-PAsp@DOX纳米复合载体。经对该纳米复合载体的粒径、Zeta电位、载药量等的表征,结果表明制备得到的纳米复合载体为球状,粒径较均一,约(197.7±1.5)nm,Zeta电位约为(-35.9±0.6)mv,DOX的载药量约20.36%。在pH分别为5.5和7.4的缓冲溶液中的药物释放实验表明该纳米复合载药体系具有阿霉素pH敏感性释放的特点。第二部分我们考察了载药纳米粒在体外磁场作用下的细胞靶向性,并考察了该纳米复合载体对小鼠肺癌细胞LLC杀伤作用和载药材料的初步安全性。荧光显微镜和生物透射电镜观察表明,载体材料能够以内吞的方式被肿瘤细胞有效摄取并聚集于肿瘤细胞中。在同一细胞培养体系中加入5μg·m L-1的Fe3O4@SiO2@PEG-b-PAsp@DOX载药体系共培养2h后,利用流式细胞仪借助DOX的红色荧光对载药体系的体外靶向性进行了定量检测,在其施加外界磁场一侧的细胞中荧光强度(Xmean=98.65)显著强于未施加外界磁场一侧的细胞的荧光强度(Xmean=81.81),两者之间存在显著性差异(p<0.05),表明该载药体系在外界磁场下有较显著的靶向性,而且在进入肿瘤细胞后DOX能够有效被释放。在该载药纳米复合载体杀伤肿瘤细胞作用研究中发现,载药复合纳米粒可以有效的杀伤LLC细胞;通过CCK-8法测定结果计算出24h时游离DOX和载药的纳米复合载体的IC50值分别为0.46μg·m L-1和0.89μg·m L-1,在48h时两者的IC50分别为0.32μg·m L-1和0.46μg·m L-1,可知随着时间的延长载药纳米复合载体杀伤肿瘤细胞能力逐渐接近游离DOX,这可能纳米载药体系中DOX的缓释有关。我们还利用CCK-8法和流式细胞仪初步考察了空白载体的生物安全性,在空白载体浓度高达100μg·m L-1时,细胞与空白材料共培养48h后,三种不同的细胞(LLC细胞珠、人的肺癌细胞A549细胞株和成纤维细胞L929细胞株)存活率均在80%以上,而较低浓度的空白载体具有较好的生物安全性,几乎不存在细胞毒性。流式检测结果也说明,空白载体几乎不会诱导肿瘤细胞的凋亡,而载药后的复合纳米材料可以有效诱导肿瘤细胞凋亡的发生,凋亡的比例随载药浓度的增加而增加,其作用与游离DOX对肿瘤细胞的作用一致。第三部分我们利用所建立的LLC细胞荷瘤小鼠模型研究了纳米复合载药体系在体内的靶向性和抗肿瘤效果。通过在C57小鼠的右后腿外侧皮下注射LLC细胞悬液建立荷瘤小鼠模型。在考察纳米复合载药体系的体内靶向性实验中,荷瘤小鼠随机分为施加和未施加外界磁场组,尾静脉注射4mg·kg-1的纳米复合载药体系溶液后,施加磁场组在肿瘤部位固定磁铁4h,然后分别将各组肿瘤部位置于3.0 T磁共振成像仪中进行T2加权成像检测,结果表明与对照相比施加磁场组肿瘤部位的铁顺磁性物质富集明显大于未施加磁场组,二者差别有统计学意义(p=0.004<0.01),表明该纳米复合载药体系在小鼠体内具有良好的磁靶向富集特性。在纳米复合载药体系体内抗肿瘤效果研究中,我们将荷瘤小鼠分为生理盐水组(S)、游离DOX组(FD)、未施加磁场组(P)、施加磁场组(MP)四组,通过记录各组小鼠的生存率、肿瘤体积、体重的变化和肺转移结节数考察纳米复合载药体系的抗肿瘤效果。在每组5只的荷瘤小鼠存活实验中,第36天各组的生存率分别为40%(S)、20%(FD)、80%(P)和100%(MP);肿瘤增长曲线表明生理盐水组和未施加磁场组小鼠肿瘤生长稍快;而在小鼠体重生长曲线中可以明显看到只有游离DOX组小鼠的平均体重随着治疗的进行呈下降趋势,结合小鼠存活实验和肿瘤增长实验的结果,说明在该浓度下游离DOX直接给药可能产生较大的系统毒性。通过对模型小鼠解剖的观察,发现纳米复合载药体系可抑制模型小鼠肿瘤的肺部转移,其机制有待于进一步研究。本研究成功构建的pH响应性的磁靶向复合纳米载药体系能够有效的负载DOX,并表现出显著的药物pH响应释放和磁靶向性,在体内外均显示出良好的抗肿瘤作用,有望在外磁场作用下靶向的到达肿瘤病灶部位,实现在肿瘤部位可控释药,减小抗肿瘤药物化疗副作用,为新型靶向抗肿瘤药物传递系统的研究提供了有益的探索。
其他文献
保护控制设备中,存在大量的逻辑控制、出口跳合闸等继电器回路,此类继电器的误动作,可直接导致保护、控制设备的误动或拒动。当继电器线圈回路发生直流接地故障时,该继电器是
中小企业信用信息采集工作中存在着中小企业信用意识淡薄、金融机构推广不积极、非金融机构数据采集更新难等问题。建议增强中小企业信用意识、提高金融机构信用信息采集工作
天广直流作为一个长距离输电系统,在长达1000km的线路上发生各类故障的可能性及绝对数量都很高,因而直流线路保护对系统的安全运行非常重要。对天广直流系统采用的直流线路保
当前,我国经济正在从投资主导型向消费主导型转变。消费信用是现代信用的一种重要形式,对实现我国的经济转型意义重大。为适应我国消费结构的升级,应通过逐步建立个人信用制
目的通过肺泡蛋白沉积症(PAP)的X线、CT影像学表现与临床特点,提高对本病的认识。方法回顾分析7例经病理证实的肺泡蛋白沉积症患者的X线、CT影像学及临床表现。结果影像学表
电铁的高速发展同时带来了严重的电能质量问题,其中线性负荷下精度较高的时分割乘法器(TDM)在电铁的影响下是否会产生计量误差成为了供用电双方关注的问题。对TDM原理和电气
文章利用协整分析和Granger因果检验对1997-2012年重庆市财政科技投入与技术创新的关系进行实证检验,结果发现:尽管重庆市财政科技投入与技术创新各自都不具备平稳性,但它们
针对我国在个人征信主体信息权益保护领域仍缺乏具体操作细则和配套法规的现状,在分析对比美、欧、日个人征信主体信息权益保护体系的基础上,建议在保护模式上,选择适合我国
在目前的语文教学实践中,语文教学的改革更多的是过分纠缠于课堂上的某些“技术”“细节”“方法”,而缺乏真正的学习方式的颠覆。这对于一门最适合于“自主学习”的语文来说,这
巴塞尔新资本协议对银行的风险管理提出更高的要求,其中突出了内部评级法的地位和作用。国内各商业银行已纷纷开始了内部评级工程的建设。通过对A银行内部风险评级的实例分析