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碳纳米管(CNTs)具有独特的细胞穿透能力,表面可以方便的进行功能化,具有良好的药物负载和释放能力,是一种备受关注的药物及生物分子输送载体。O-羧甲基壳聚糖(OMCS)作为天然多糖壳聚糖的羧甲基化产物,水溶性得到很大的提高,而且具有比壳聚糖更好的抗菌性,生物可降解性和生物相容性,安全无毒,是一种具有应用前景的药物载体材料。姜黄素(Cur)是从姜黄中提取的一种天然多酚,具有多种药理活性,但其水溶性较差,生物利用度较低,限制了它的临床应用。因此本文借助多壁碳纳米管(MWCNTs)和OMCS作为Cur的药物载体,以解决Cur的水溶性差和生物利用度低的问题。
1.以OMCS对MWCNTs进行非共价功能化修饰,提高MWCNTs的水溶性和生物相容性,并对OMCS共价连接乳糖(LA)分子,使MWCNTs载体具有肝靶向能力。然后将Cur分子非共价吸附到功能化的MWCNTs表面,最终制备了具有肝靶向能力,并负载了Cur的MWCNTs药物输送系统,即MWCNTs-COOH/OMC S/Cur和MWCNTs-COOH/OMCS-LA/Cur。紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱、透射电镜均验证了这种药物输送系统的成功制备。Cur载药率大约为40-50%,而且在pH=5.0的环境下Cur的释放率比pH=7.4时低,这种OMCS非共价修饰的MWCNTs,可以作为口服药物的药物载体。与游离的Cur相比,制备的两种药物输送系统MWCNTs-COOH/OMCS/Cur和MWCNTs-COOH/OMCS-LA/Cur对人肝癌细胞HepG2细胞均具有较强的细胞毒性,且MWCNTs-COOH/OMCS-LA/Cur因具有肝靶向能力而具有最强的细胞毒性。
2.以OMCS作为药物载体,OMCS的羧基与Cur的活性酚羟基在4-二甲氨基吡啶的催化作用下发生酯化反应而偶联在一起形成Cur-OMCS,并通过紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱、1H NMR进行表征,Cur的含量为1.50%,Cur在水中的浓度提高了300倍。Cur-OMCS既具有Cur的疏水部分,又具有OMCS的亲水骨架,所以具有两亲性,在水中发生自组装,形成粒径为319nm的纳米粒子。以芘作为荧光探针,测得Cur-OMCS的临界聚集浓度为0.040 mg/mL。与游离的Cur相比,Cur-OMCS对HepG2细胞的毒性较强,在含有Cur的浓度为15μg/mL时,Cur-OMCS对细胞生长的抑制率就达到80%,Cur的溶解度和抗癌活性均得到提高。
3.以Cur共价修饰MWCNTs。羧基化的Cur与氨基化的MWCNTs通过酰胺化反应共价连接在一起形成MWCNTs-Cur,即原始的Cur是通过酯键与MWCNTs连接,酯键可以在酸性条件下水解,释放出原始的Cur。通过红外吸收光谱、热重分析、X射线光电子能谱对其进行表征,Cur的含量为9.22%。与相同浓度的游离Cur相比,MWCNTs-Cur对HepG2细胞具有相对较大的抑制能力,但是效果不是特别明显,其原因可能与MWCNTs负载的Cur含量较低有关。