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介孔二氧化硅材料因为具有独特出色的物理化学性质,如介孔高度有序、比表面积大、孔容大、易于表面功能化修饰、生物相容性好、多样的形貌和较大的吸附能力等,使其可以作为各种客体分子的良好载体,从而大量应用于抗肿瘤药物的负载。然而,这种材料在研究中尚存在一些亟待完善的问题:如何提高药物的负载量;如何实现在到达靶部位之前“零提前释放”;在靶向定位的同时如何保持长时间稳定释放药物;不同分子量或不同性质的药物如何实现同时负载;共同负载的不同药物之间协同作用的实现等。本论文针对上述问题,开展功能化介孔SiO2载体材料的制备及负载抗肿瘤药物的性能研究。本论文制备了一系列介孔SiO2载体材料,通过X射线衍射获得材料的晶相和结构信息;通过扫描和透射电子显微镜观察材料的形态特征;通过N2吸附-脱附检测材料的多孔性质,包括材料的比表面积、孔道的孔径分布和孔体积;通过激光共聚焦显微镜对材料的细胞摄取特性进行评价;通过标准MTT法考察材料的体外细胞毒性;通过体外释放实验考察材料作为药物载体在刺激响应性药物控制释放方面的可行性,具体研究内容及结果如下:(1)采用溶胶-凝胶法,通过简单的控制手段(控制反应时间、反应温度及原料质量比),制备出一系列不同粒径的介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs),并研究了六种不同粒径的MSNs对人宫颈癌细胞(Hela)和人非小细胞肺癌细胞(A549)细胞毒性及细胞摄取的影响。体外细胞实验结果表明,制备的MSNs通过溶酶体途径进入细胞,并定位于细胞质中;除粒径最大的MSNs以外,其余五种粒径的MSNs对Hela细胞和A549细胞毒性均较小,其中130 nm的MSNs细胞毒性最小。(2)采用改性的硅烷偶联剂修饰介孔二氧化硅纳米颗粒,构建基于氨基功能化改性MSNs的pH响应型药物负载体系,实现了对模型药物布洛芬(IBU)的高效负载(36 h载带率达49.47%)。体外药物释放实验表明,氨基功能化改性MSNs对布洛芬的释放具有pH敏感性。在pH值为7.45时,负载在纳米粒子中的IBU在50小时内缓慢释放;在pH值为4.5时,部分IBU在25小时内缓慢释放,而大部分IBU被有效限制在介孔内,25小时后迅速完全释放。体外细胞毒性实验结果表明,该载药体系具有很好的生物相容性。(3)对MSNs进行羧基改性,以粉防己碱(Tet)为模型药物,利用超支化聚合物(HBP)的pH响应性实现对药物的控制释放,并引入靶向配体化合物叶酸(FA),制备靶向多功能介孔二氧化硅纳米颗粒药物载体(MSN-130-COOH-Tet-HBP-FA)。研究结果表明,经羧基改性后,对Tet的负载量达26.86%;超支化聚合物可以做为介孔孔洞封堵物,有效地将药物分子封堵在介孔里,其封装后的材料MSN-130-COOH-Tet-HBP-FA能够实现20h之内在正常细胞生理环境下(pH 7.4)“零提前释放”;HBP含有的大量氨基基团能够实现pH刺激响应及引入其他官能团分子,如靶向分子。体外细胞培养实验表明,该纳米载药体系具有很好的生物相容性,且通过溶酶体途径进入Hela细胞和A549细胞中。叶酸受体介导的靶向性使药物可以长时间(24 h)稳定(72小时内累计释放率仅为30%)存在于细胞质中并持续发挥药效。体外药物释放实验表明,该药物载体体系具有pH响应性,在中性环境下能够抑制药物释放,酸性环境下则较为快速地释放药物分子。(4)采用一锅法,使用两种表面活性剂作为结构导向模板剂,并加入扩孔剂,制备具有双介孔结构(孔径分布分别为24 nm和412 nm)的球形介孔二氧化硅纳米颗粒,并进行氨基羧基功能化,用于同时负载大分子蛋白模型牛血清白蛋白(BSA)和小分子药物模型阿霉素(DOX)或顺铂(DDP)。接枝NH-?-环糊精实现对介孔孔洞的封堵,并引入叶酸(FA)以实现靶向功能化,构建具有靶向功能和pH刺激响应性的药物载体体系(DMSN@NH2@COOH@DDP@BSA和DMSN@NH2@COOH@DOX@BSA)。药物的搭载实验结果表明,氨基羧基双功能化后的纳米颗粒,对药物DOX,DDP和BSA均具有较高的搭载率,尤其是BSA,其搭载不受小分子药物搭载的影响,搭载率达33%以上。体外药物释放实验表明,该药物载体体系具有pH响应性,且能够保护蛋白质分子在到达靶部位之前减少降解。同时,该载药体系具有良好的生物相容性。体外细胞毒性和细胞摄取实验均提示叶酸受体的介导作用。(5)采用水热合成法,以三嵌段聚合物PEG-b-PEO-b-PEG为模板剂制备制备羧基功能化大孔径载体材料(CMS-(NH)3-COOH),同时负载两种药物吉非替尼(GB)和阿霉素(DOX),构建具有pH响应的、GB/DOX协同给药的载体体系。药物的搭载实验结果表明,该系统对两种药物均具有高负载量(GB和DOX分别为47.36%和26.74%)。体外药物释放和细胞毒性实验表明该体系具有pH响应性和极低的细胞毒性。特别是这两种药物在负载进入载体材料后,细胞毒性均显著降低,且同时负载两种药物的载体体系CMS-(NH)3-COOH@GB@DOX在体外对A549细胞的增殖和凋亡具有明显的协同作用。