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刺激响应性纳米药物载体在实现药物的可控释放,降低药物的毒副作用,提高药物的利用度等方面有着重要应用。本文以具有葡萄糖、温度和pH敏感性的聚合物和纳米二氧化硅相结合制备出具有核壳结构的纳米载体,利用多糖类大分子交联剂改善材料的生物相容性,采用中空及介孔结构的硅球增加载药量和包封率,运用其刺激响应性实现了药物的可控释放,主要研究内容如下: 一,刺激响应性核壳结构复合纳米粒子作为口服胰岛素药物载体的研究 胰岛素易被酸、碱和肠胃消化酶破坏,同时也难以实现随血糖浓度变化智能给药。针对这一问题,我们制备出氮异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺基苯硼酸和马来酸化的葡聚糖共聚物包覆的、具有中空结构的核壳的纳米载体。其粒径200纳米左右,中空的结构增加其载药量,可高达20%。在pH7.4且无葡萄糖作用时,该载药纳米粒的药物释放低于40%,而加入葡萄糖后,药物释放则增加至70%,表明此类材料具有良好的葡萄糖敏感性。 由于中空结构微球在制备和应用中容易塌陷,为此我们进一步拟采用以介孔二氧化硅为核,苯硼酸和温敏性材料为壳,制备出具有交联和非交联结构的药物载体。该载体结构稳定,载药量可达15%。在不同pH和不同葡萄糖浓度条件下,交联结构对于药物的释放速率慢,10小时后释放量接近80%;非交联结构对于药物的释放则较为迅速,5小时可到达80%。细胞与该载体作用48小时后,其增殖率仍在90%以上,显示出该载体材料具有很好的生物相容性。 为了改善载体材料的糖敏感性,对其结构进行调控。将其无规共聚的敏感性外层结构改变为氨基苯硼酸接枝的外层结构。仍采用介孔硅球为核,首先通过自由基聚合将大分子交联剂马来酸修饰的葡聚糖反应至硅球表面形成pH敏感聚合物层,后将氨基苯硼酸通过缩合反应接枝到外层。该载体对胰岛素的载药量可高达25%以上,包封率为90%,且随着葡萄糖浓度增加释放速率显著增加。通过模拟肠道吸收实验,证实该载体可以保护胰岛素不被消化酶所分解,同时促进了肠道对于载体的吸收。经口服给药后,糖尿病大鼠的血糖降低了50%,药效时间可长达7小时左右。 综上,此类基于苯硼酸的刺激响应性核壳结构药物载体,具有良好生物相容性,能够对保护胰岛素免受胃酸及消化酶的影响,实现了依据血糖变化快速适量释放胰岛素的构想,是一种具有重要应用前景的载体材料。 二,以苯硼酸为基础的核壳结构复合纳米粒子作为抗肿瘤药物载体的研究 为了实现药物载体在血液中长循环,同时能够靶向识别肿瘤细胞,在肿瘤微环境作用下快速释放药物,我们制备了以氨基苯硼酸修饰的介孔二氧化硅纳米粒子作为内核,半乳酸修饰的壳聚糖作为外壳的具有pH敏感性的纳米药物载体。经过乳酸修饰的外壳可以专一性识别肝癌细胞表达的去唾液酸蛋白受体,而且乳酸基团所带有大量的羟基可以与介孔硅表面的苯硼酸基团形成pH敏感的硼酯键,以盐酸阿霉素(DOX)作为模型,其载药量和包封率分别达到80%和13.05%。在中性条件下,内核介孔硅的孔洞被聚合物包裹,近似实现零释放;但在酸性条件下,硼酯键水解,外壳脱离,实现了药物的快速释放。该纳米载体具有很好的生物相容性,同时在载药情况下,对HepG2肿瘤细胞显示出明显的杀伤作用。因此,该类纳米材料有望成为一种简单、高效的pH敏感的抗癌药物载体。