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药物载体是一种媒介,主要用来装载药物,但它所具有的某些特殊的性质会改变药物进入人体的方式,在体内的分布以及在病灶部位的具体作用情况。药物控制释放体系可以控制药物在到达病灶部位后再进行释放,进一步提高药物的利用率和有效性,大幅度减少给药的频率,因此受到了广泛的关注。作为控制释放体系的药物载体材料大多是高分子材料,但是还存在着生物相容性差、合成复杂、粒径分布不均匀以及在人体内的降解速率比较慢等缺点。近年来,纳米无机材料在药物控释体系中取得了很好的研究成果,例如磷酸钙、氧化硅、氧化锌等都被用作药物载体,但可能会因为制备工艺复杂而应用受限。本文基于细胞表面壳化和层层自主装技术,探索了一种具有中空多孔结构的新型药物载体的制备方法。
在第二章中,报道了一种简易的自组装方法,以酵母菌作为生物模板,利用聚二烯二甲基氯化铵(PDDA)/聚(苯乙烯磺酸)(PSS)为聚电解质,成功制备出了碳酸钙混合微球(CaCO3-HNPs)。同时利用FT-IR、XRD、SEM等测试手段对微粒进行表征,结果表明,制备出来的CaCO3-HNPs粒径均匀较小,分散性良好,为结晶度高的方解石型球形碳酸钙。随后以典型的亲水性抗癌药物盐酸阿霉素(DOX)为模型药物,考察了药物的载药量,不同pH条件下DOX的释放机制,以及CaCO3-HNPs在不同pH条件下的降解情况,结果表明,CaCO3-HNPs具有不错的载药率,有良好的生物相容性以及pH敏感性。总体来说,CaCO3-HNPs有作为pH敏感性缓释药物载体良好的应用前景。
在第三章中,为了赋予药物载体更多的功能,探索了用层层自组装方法进行表面修饰可行性。以表面具有阳离子电荷的磁性四氧化三铁为探索对象,使用共沉淀的方法制备出Fe3O4纳米粒子,然后用层层自组装的方法,以PDDA/PSS为聚阳离子/聚阴离子,将Fe3O4修饰到酵母细胞表面。结果表明,在制备磁性Fe3O4的过程中,用机械搅拌方式,以PEG4000作为活性剂制得的Fe3O4最佳。另外,在以PDDA/PSS为聚电解质将Fe3O4修饰到酵母细胞表面时,随着包裹的聚电解质层数的增加,所吸附的Fe3O4颗粒也随之增加,但包裹层数越多,酵母细胞形状越不规则,因此在酵母细胞表面包裹三层聚电解质是最佳选择。总结来说用层层自组装的方法,利用聚电解质可以将功能性的无机材料修饰到酵母细胞的表面,成功赋予酵母细胞相对应的功能,这可以与第二章中的碳酸钙药物载体相结合,有望实现制备出多功能药物载体。
在第四章中,尝试用相同的原理,在酵母菌表面沉积无机材料壳层,通过高温煅烧制备磷酸钙微球与二氧化硅微球。结果表明:这种方法并未成功地制备出磷酸钙微球,可能是由于反应过程中某些因素导致生成的是磷酸氢二钙或焦磷酸钙,且制备的样品并不具有中空多孔结构,因此不能用做药物载体进行研究。但是这种方法可以成功地制备出二氧化硅微球,制备出来的二氧化硅微球纯度高,分散性良好,粒径较小,表面有孔隙,可以作为药物载体进行进一步研究。
综上所述,这种基于细胞表面壳化和层层自组装技术来制备药物载体的方法,操作简单易行,制备的载体具有中空多孔结构,载药率可观且无需昂贵的设备与材料。此外还可以多种功能材料结合起来,制备多功能药物载体,因此具有广泛的应用前景。
在第二章中,报道了一种简易的自组装方法,以酵母菌作为生物模板,利用聚二烯二甲基氯化铵(PDDA)/聚(苯乙烯磺酸)(PSS)为聚电解质,成功制备出了碳酸钙混合微球(CaCO3-HNPs)。同时利用FT-IR、XRD、SEM等测试手段对微粒进行表征,结果表明,制备出来的CaCO3-HNPs粒径均匀较小,分散性良好,为结晶度高的方解石型球形碳酸钙。随后以典型的亲水性抗癌药物盐酸阿霉素(DOX)为模型药物,考察了药物的载药量,不同pH条件下DOX的释放机制,以及CaCO3-HNPs在不同pH条件下的降解情况,结果表明,CaCO3-HNPs具有不错的载药率,有良好的生物相容性以及pH敏感性。总体来说,CaCO3-HNPs有作为pH敏感性缓释药物载体良好的应用前景。
在第三章中,为了赋予药物载体更多的功能,探索了用层层自组装方法进行表面修饰可行性。以表面具有阳离子电荷的磁性四氧化三铁为探索对象,使用共沉淀的方法制备出Fe3O4纳米粒子,然后用层层自组装的方法,以PDDA/PSS为聚阳离子/聚阴离子,将Fe3O4修饰到酵母细胞表面。结果表明,在制备磁性Fe3O4的过程中,用机械搅拌方式,以PEG4000作为活性剂制得的Fe3O4最佳。另外,在以PDDA/PSS为聚电解质将Fe3O4修饰到酵母细胞表面时,随着包裹的聚电解质层数的增加,所吸附的Fe3O4颗粒也随之增加,但包裹层数越多,酵母细胞形状越不规则,因此在酵母细胞表面包裹三层聚电解质是最佳选择。总结来说用层层自组装的方法,利用聚电解质可以将功能性的无机材料修饰到酵母细胞的表面,成功赋予酵母细胞相对应的功能,这可以与第二章中的碳酸钙药物载体相结合,有望实现制备出多功能药物载体。
在第四章中,尝试用相同的原理,在酵母菌表面沉积无机材料壳层,通过高温煅烧制备磷酸钙微球与二氧化硅微球。结果表明:这种方法并未成功地制备出磷酸钙微球,可能是由于反应过程中某些因素导致生成的是磷酸氢二钙或焦磷酸钙,且制备的样品并不具有中空多孔结构,因此不能用做药物载体进行研究。但是这种方法可以成功地制备出二氧化硅微球,制备出来的二氧化硅微球纯度高,分散性良好,粒径较小,表面有孔隙,可以作为药物载体进行进一步研究。
综上所述,这种基于细胞表面壳化和层层自组装技术来制备药物载体的方法,操作简单易行,制备的载体具有中空多孔结构,载药率可观且无需昂贵的设备与材料。此外还可以多种功能材料结合起来,制备多功能药物载体,因此具有广泛的应用前景。