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随着材料技术的发展,越来越多的生物材料应用于智能响应的药物递送系统(DDS)当中,从而提高药物的靶向性、水溶性,减少药物的毒副作用,提高药物的治疗疗效,最终减少患者的痛苦。DDS的设计关键在于载体材料的选择,随着纳米技术在医药领域的广泛应用,研究者们发现纳米载体介导的DDS(NDDS)具有增加细胞的摄取,延长药物循环时间,增强系统稳定性,促进药物更多积累在病变部位等优点,理想的NDDS可将药物保留在纳米载体颗粒中直至到达病变部位,且仅在接触到释放信号时才释放所装载药物。这能最大限度地降低药物毒副作用,为提高重症病药物的治疗效果带来了前所未有的曙光。本论文主要研究了单分散纳米二氧化硅(nSiO2)、介孔二氧化硅(MSNs)及其复合材料介孔二氧化硅/壳聚糖(MSNs/CS)的制备及其生物相容性。采用场发射电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TGA),X射线衍射(XRD),傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、纳米粒度/Zeta电势分析仪及N2吸附/解吸附等对所得的材料进行表征,通过分析各反应条件对所得材料的分散性、粒径大小和粒径分布等影响,探讨了其最佳制备工艺条件。并开展了载药释药实验和一系列生物相容性实验,以期为MSNs及MSNs/CS复合材料在智能响应NDDS及生物医药应用领域提供参考依据。文章主要研究内容及结论如下:(1)本文以正硅酸乙酯(Si(OC2H5)4)为原料,NH3·H2O为催化剂,通过超声辅助Stober法制备nSiO2,并考察超声功率、超声时间以及磁力搅拌速度对nSiO2的形貌、分散性的影响,实验结果表明:当超声功率、超声时间和磁力搅a拌速度分别为160 W、5 min和999 rpm时,成功制备出粒径约600 nm单分散良好的nSi O2。通过采用碘释放法测定了超声空化效应产额,并对其制备nSiO2机制进行了初步探讨。与传统的Stober法相比,超声辅助Stober法具有省时,节能和操作简单等优点,其有望成为一种新型的纳米材料制备技术。(2)以Si(OC2H5)4为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,NH3·H2O和CH3CH2OH为有机溶剂,通过溶胶-凝胶辅助硬模板法成合成MSNs,利用FE-SEM考察反应时间,反应温度以及溶液pH对MSNs形貌和分散性的影响。实验结果表明:反应时间,反应温度和溶液pH三个因素对MSNs形貌及分散性都有较大的影响,当反应时间时间为2 h,反应温度及溶液的pH分别为50℃和11.5时,成功制备出粒径约为50 nm单分散性良好的MSNs。(3)以γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为桥联剂,CS为原料,通过一系列化学反应合成MSNs/CS。利用FT-IR、TGA、XRD和N2吸附-解吸附等方法考察了CS浓度对复合材料的组成影响。实验结果表明:CS浓度越大,复合物中CS量也越多,但是CS粘度也随着其浓度增加而增大,反而影响MSNs/CS的合成。当CS浓度为4%w/v时,合成的MSNs/CS的FT-IR图谱中出现了环氧基吸收峰(463和875 cm-1)和CH3拉伸振动吸收峰(2950和2907 cm-1);TGA图谱显示在300℃时发生明显的重量损失,这是CS的氨基链分解所致;XRD图谱显示保留非晶态材料的宽峰特性,且材料的峰位置几乎没有变化;N2吸附-解吸附等温线曲线符合Ⅳ型等温区线,且在P/P0为0.1~0.3之间有明显的阶跃,表明CS浓度为4%w/v时成功合成出具有良好介孔结构,粒径约为60 nm的MSNs/CS。(4)以DOX·HCl为模型药物,研究了MSNs和MSNs/CS材料的载药性能和体外释放性能,实验结果表明:MSNs/CS的载药量和包封率分别为32.47±0.478%和96.164±0.0643%,远远高于MSNs的载药量(15.34±0.54%)和包封率(36.25±0.126%),且在低pH值环境下,MSNs/CS-DOX·HCl在24 h内的释药量(50%)远超于MSNs-DOX·HCl(30%),且前者药物释放时间延长至144 h。MSNs/CS的体外药物释放曲线高度拟合Higuchi方程,说明该MSNs/CS-DOX·HCl系统具有pH响应性及缓控释放特性。(5)本文利用HepG2肝癌细胞和HL-7702正常肝细胞为细胞株,通过溶血实验,MTT实验和倒置荧光显微镜研究了材料的生物相容性。溶血实验结果表明:当MSNs/CS浓度高达2 mg/mL时,其溶血率仍然低于5%。MTT实验结果表明:当MSNs/CS的浓度达到250μg/mL时,载体材料的细胞存活率仍大于80%,且细胞经MSNS/CS-DOX·HCl处理后的细胞死亡率在48 h后低于经相同浓度的游离DOX·HCl处理的细胞死亡率。MSNs/CS-DOX·HCl材料的细胞摄取和细胞内药物释放实验结果显示MSNs/CS-DOX·HCl能在HepG2癌细胞中释放DOX·HCl而不能在HL-7702正常肝细胞中释放。表明利用GPTMS为桥联剂合成的MSNs/CS可以显著提高DOX·HCl对癌细胞的选择性治疗作用,其研究结果将为具有靶向性的缓控释制剂的研发提供新思路。