环糊精接枝壳聚糖纳米粒子用于多肽药物的运载性能研究

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近年来,蛋白多肽类药物在癌症治疗中展现出优于传统药物的优势而受到广泛的应用。但是其分子量大、稳定性差以及较强的亲水性等缺点却使它在临床上的应用受到了限制。研究者们多采用药物载体并结合纳米载药系统来解决这些问题。天然多糖由于其来源丰富以及良好的生物相容性、可降解等特点而在纳米药物载体领域备受关注,本文选择壳聚糖及环糊精两种天然多糖用于制备运载蛋白多肽类药物的载体,通过适当地修饰改性,合成并筛选出了一种对蛋白多肽类药物具有保护作用、并能提高药物生物利用度和半衰期的纳米粒子,并对其性能进行了表征。主要工作内容如下:  (1)首先,合成了三种羧基取代个数不同的羧甲基环糊精(CMβ-CD A、CMβ-CD B、CMβ-CD C)。并分别与乙二醇壳聚糖(GCS)通过交联反应得到三种羧甲基环糊精接枝乙二醇壳聚糖结合物(GCS2.8-CMβ-CD A、GCS7.5-CMβ-CD B、GCS11.0-CMβ-CD C)。三种结合物制备成的空白纳米粒子(NPs2.8、NPs7.5、NPs11.0)的细胞实验表明三种载体具有相近的细胞毒性;由于GCS11.0-CMβ-CD接枝率低,药物负载能力弱,而GCS2.8-CMβ-CD表面带负电荷,不利于药物与细胞膜的结合,所以选用GCS7.5-CMβ-CD用于下面的研究。  (2)将GCS7.5-CMβ-CD用于运载传统抗癌药物盐酸米托蒽醌(MA)并制备了载药纳米粒子(MA-NPs7.5)。用SEM对纳米粒子的尺寸和形貌进行了表征,同时通过体外释放实验和细胞实验对药物的控制释放能力进行了研究。结果发现MA-NPs7.5对MA的药物释放具有pH敏感性;细胞实验进一步证明载体的细胞毒性很小且对药物的抗癌活性没有影响,游离的MA和载药纳米粒子具有相近的IC50,并且在细胞实验中药物可以释放并抑制癌细胞的生长。  (3)接下来,将GCS7.5-CMβ-CD用于一种抗结肠癌的多肽(M312)的包覆及运载。合成三种不同载药量(3.5%、10%、16%)的载药纳米粒子(M3123.5-NPs7.5、M31210-NPs7.5、M31216-NPs7.5)。对纳米粒子的形貌、尺寸以及载药量等理化性质的表征结果证明所得的纳米粒子尺寸均成均匀的球形,并且有良好的载药能力。体外pH1.2的环境中载药纳米粒子对多肽的保护性研究证明三种载药纳米粒子对多肽均起到保护作用,并且载药量高的纳米粒子的保护作用强。同时三种载药纳米粒子在pH7.4中的释放行为也再一次证明了负载量高的纳米粒子对多肽的保护性能好。  为了研究抗结肠癌多肽纳米粒子作为口服制剂在体内的行为,我们用M31216-NPs7.5分别研究了其在模拟胃(PBS pH5.0)、结肠(PBS pH7.4,胆酸钠1.5×10-3mol/L)溶液中的释放行为,结果显示药物在胃释放量不足5%,而在结肠处有60%左右的释放量并仍持续释放。这些研究表明GCSn-CMβ-CD不仅可以作为蛋白多肽类药物的载体以实现对蛋白多肽类药物的保护,而且可以达到口服运送多肽药物的目的。
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