源于灵芝孢子粉的活性物质制备及其在药物载体中的应用与研究

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灵芝孢子粉,因其丰富的活性物质与广泛的药用价值而深受人们关注。本课题以灵芝孢子粉为原料,通过去乙酰化法和浸渍提取法制备得到了壳聚糖和蛋白多糖,再借由静电纺丝技术和电流体驱动3D打印技术探究了所得物在核-壳结构药物载体中的应用,获得了具有药物释放速率可调控、联合用药、协同治疗等功能的药物载体,充分发挥了天然活性成分与其他药物的药学价值,能够降低副作用、优化疗效。首先,本论文以灵芝孢子粉为原料探索了壳聚糖的制备工艺。其间,对比了热化学去乙酰化(Thermochemical deacetylation,TCD)法和超声辅助去乙酰化(Ultrasound assisted deacetylation,USAD)法对壳聚糖理化特性的影响,并进一步探究了双频率超声对所得壳聚糖理化特性的影响。之后,利用水浸渍提取法从灵芝孢子粉中制备得到了蛋白多糖(proteoglycan),并探索了孢子粉的破壁与否对所得蛋白多糖的氨基酸、单糖含量及清除自由基、体外降血糖和抑制HeLa细胞增殖等特性的影响。结果表明,这两种方法制备得到的壳聚糖均具有很好的热稳定性与生物相容性。TCD法制备所得壳聚糖表面形态比较光滑,而USAD法所得壳聚糖的表面则有很多微小凸起颗粒,且对小鼠成纤维细胞扩增具有更明显的促进效果,以及能更有效的抑制大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的增殖。相比TCD,USAD具有耗时短、效率高、所需碱溶液浓度低、温度低等优势。另一方面,实验表明双频率超声可以获得增强的超声效果,可促进去乙酰化过程、提高产物的去乙酰度。相比垂直方式所得壳聚糖,以平行方式组合的超声发生器制备的壳聚糖具有更低的粘度值和粘均分子量。另外,所得蛋白多糖能够有效抑制HeLa细胞增殖及抑制病源菌(E.coli,S.aureus)的扩增。此外,proteoglycan-C(源于破壁孢子粉)中蛋白质分子量(43,95 kDa)与proteoglycan-UC(源于未破壁孢子粉)中蛋白质分子量(55,72,95 kDa)存在差异;四种氨基酸(谷氨酸、精氨酸、亮氨酸、赖氨酸)在proteoglycan-C中的含量分别是7.38%、0%、6.35%、6.32%,而在 proteoglycan-UC 中的含量分别是 9.06%、10.74%、3.87%、0%;四种单糖(岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖)在proteoglycan-C中的含量(3.31‰、13.32‰、247.96‰、2.67‰)与proteoglycan-UC中的含量(1.19‰、7.42‰、524.28‰、6.39‰)差异明显;proteoglycan-C 对 ABTS(2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)和DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)的清除能力比proteoglycan-UC 更强,而 proteoglycan-UC 对E.coli 和 S.aureus 增殖的抑制作用以及降血糖功能却比proteoglycan-C更强。然后,本论文通过静电纺丝技术制备得到了无序排列的核壳结构纤维膜,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)包覆5氟尿嘧啶(5-FU)作为内层、聚己内酯(PCL)包覆壳聚糖作为外层,借此探索了皮肤黑色素瘤的协同治疗方法。结果表明,纤维平均直径为503nm、具有良好的机械性能,对CS和5-FU均有较高的包覆效率。5-FU的快速释放,可以显著抑制B16F10细胞的增殖,处理24h可使得凋亡早期细胞从0.8%上升到62.2%;而以缓慢速率释放的CS能够修复5-FU对L929细胞造成的副作用,24h的处理可使L929的凋亡早期细胞比例从12.3%下降到10.9%,同时活细胞从68.9%上升到77.0%。这种协同治疗方案,既能有效抑制黑色素瘤细胞增殖,又可以降低5-FU对正常细胞的副作用,为肿瘤协同治疗提供了参考。最后,本论文借助电流体驱动3D打印技术制备出了图案化的核壳结构纤维膜,以醋酸纤维素外层材料、聚丙烯酸树脂Ⅱ作为内层材料,将水苏糖和蛋白多糖包覆到纤维中,并对比了三种几何图案(网格状、半圆状、全圆状)及药物包覆位置(蛋白多糖、水苏糖的包覆位置)对纤维特性的影响。结果表明,三种几何图案的纤维均能实现精准堆叠至10层,纤维直径分布在46-88μm范围,且药物释放行为均具有两相特征:前12h内的快速释放、12h至72h的相对缓慢释放;水苏糖包覆在内核中的释放速率比包覆在外壳中更快。三种几何图案纤维膜的机械性能也存在明显差异,最大抗拉强度分别为3.3MPa(全圆状)、2.3Mpa(半圆状)、2.9MPa(网格状)。纤维膜能使两双歧杆菌(B.bifidum)的增殖提高到294.2%且同时能使E.coli的增殖降低至37.0%。本章实验所得复合载药纤维膜可显著促进的B.bifidum增殖,且同时能显著抑制E.coli的增殖,能作为改善人体肠道微生物环境的理论参考。
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