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伴随着纳米技术的迅速发展,新型智能响应型纳米给药载体逐渐成为医药领域研究的热点。这类纳米载体不但能显著提高药物的生物利用度,而且具备“智能性”,即不仅需要构筑规整有序的结构骨架以实现高效地负载,而且可以在人体内病理部位的特定环境刺激下靶向性地释放负载的药物,用于特定的治疗,从而有效地减轻药物对正常组织或细胞的伤害。相比于近年来被深入研究的其他响应信号(如温度、p H、光等),氧化响应(或氧化敏感)型纳米载体材料可以充分利用体内存在的数百种氧化还原酶供体作为刺激源,尤其是在体内病理状态下氧化应激损伤时发生较大改变的谷胱甘肽或活性氧,使药物在这些生化反应过程中得到释放,具有良好的靶向性,释放的药物可以即时参加到细胞和其他生命活动中去,大大提高了药物的生物利用度,达到降低给药量、提高药效的目的。天然高分子材料壳聚糖(化学名:β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧氨基-D-葡萄糖)生物相容性好,无毒,既可生物合成,又可生物降解,降解过程中产生的低分子寡聚糖在体内不累积,几乎无免疫原性;在其结构中,还有活泼的氨基,易于化学改性,可引入多功能基团。因此,本论文通过离子交联法制备壳聚糖纳米粒(chitosan nanoparticles,CSNPs),并利用两种方式与四种金属离子(Ca2+、Fe2+、Cu2+和Zn2+)配位,制备壳聚糖-金属配合物(CSNPs-Met)和壳聚糖-金属配合物纳米粒((CS-Met)NPs)以增加其氧化敏感性;通过结构表征、氧化响应性能测定、体外细胞实验和组织相容性实验,对比CSNPs、CSNPs-Met和(CS-Met)NPs三类纳米载体的性能,以筛选较佳的氧化响应型纳米给药载体。主要研究内容如下:1.三类纳米载体的制备与表征:以CS为底物,分别配位Ca2+、Fe2+、Cu2+和Zn2+,制得CS-Met,然后使用离子交联法,制备成(CS-Met)NPs;先使用离子交联法将CS制备成CSNPs,再将不同的金属离子配合到CSNPs的表面得到CSNPs-Met。通过紫外光谱、红外光谱、X射线衍射光谱、X射线光电子能谱、热重-差热谱图、核磁氢谱和固体核磁碳谱对各产物进行结构表征,以及通过动态光散射与透射电镜测定,对各产物进行了粒径分析与形态观察。结果显示,各金属离子能够提供空轨道与CS主链上的氨基官能团提供的孤对电子发生配位反应;所制备出的NPs呈类圆形、粒径分布均匀,大小为200-400nm。2.三类纳米载体的体外氧化响应性研究:首先,采用体外H2O2氧化刺激,通过目测与浊度测定,考察NPs的氧化敏感性;并检测H2O2消除情况,评价NPs消除H2O2的能力。其次,通过动态光散射分析,测定在H2O2氧化刺激下CSNPs的粒径变化,以推测其氧化响应机理。最后,以尼罗红作为荧光模型分子,测定NPs在氧化应激条件下的释放行为,以探究其进一步包载药物的可行性。结果显示,在金属离子存在的条件下,NPs的氧化敏感性有明显提高,降解所需时间缩短2倍以上,且CSNPs-Met系列的敏感性均较(CS-Met)NPs系列强;对H2O2清除能力的测定也显示了同样结果,清除能力为CSNPs-Met>(CS-Met)NPs>CSNPs;体外释放实验进一步表明,三类NPs均具有氧化响应性和可释放性,释放速率呈现H2O2浓度依赖性,而且释放速率为CSNPs-Met>(CS-Met)NPs>CSNPs。3.三类纳米载体的体外细胞实验与组织相容性研究:通过CCK-8法和流式细胞术,分析NPs对小鼠巨噬细胞RAW 264.7的细胞毒性及对细胞氧化应激损伤的保护作用;通过动物实验中半致死量的测定与急性毒性研究,初步评价NPs的组织相容性及作为药物载体的安全性。体外细胞实验结果显示,各NPs在低、中浓度条件下对RAW 264.7细胞的毒性较低或没有毒性,而在较高给药浓度条件下,除了CSNPs-Cu有较大的毒性,其余毒性较低或没有毒性;各NPs在低、中、高浓度条件下对氧化应激条件(800μM H2O2)下的RAW 264.7细胞均具有良好的保护作用。进一步的动物实验结果显示,除注射CSNPs-Zn的小鼠出现死亡外,其余CSNPs-Met系列和(CS-Met)NPs系列的组织相容性较好,对各组织的结构基本没有影响。综上所述,本论文的研究结果表明,CSNPs、CSNPs-Met和(CS-Met)NPs三类纳米载体均具有氧化响应性;CSNPs的氧化敏感性通过与金属离子的配合得到了提高,且CSNPs-Met的氧化响应性较(CS-Met)NPs强。因此,CSNPs-Met系列可作为一类新型的氧化响应型纳米给药载体材料深入研究。