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纳米载药系统利用合成的高分子材料或可生物降解的天然高分子材料作为载体,来包裹、吸附药物。相比于自由的药物,包裹药物的纳米微球具有增强治疗效果、延长药物半衰期的特征,可减少药剂中的沉淀物,增加药物的饱和溶解度,改善药物的稳定性及生物相容性,从而达到更好的治疗效果和增强生物利用效率。纳米载药体系可以实现将治疗药物和诊断试剂输送到病变部位达到最好的治疗效果,同时最大程度的减小治疗药物的副作用。鉴于此,本课题利用改良的Brodie法制备氧化石墨烯(GeneO),进而制备出亲水性更好的羧基化氧化石墨烯(GeneO-COOH),并与生物相容性较好的羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)复合,制备出不同形貌的纳米药物载体并对其结构和性能进行表征;优化载体结构,制备出新型的纳米复合微球,并将这种新型的纳米药物载体包合难溶性药物,如肾上腺皮质激素类难溶药物地塞米松和肿瘤抑制难溶药物紫杉醇,通过专一化生物化学实验与现代仪器分析方法等手段优化组合,从细胞和分子水平上阐明这种新型纳米给药系统的释药机理,通过本论文的实验探索与研究,具体研究内容如下:(1)纳米药物载体应该具有低毒、高效、缓释、长效等特点且对药物有着一定的活化和促进作用。因此,论文首先利用固相研磨技术,将具有疏水性载药空腔的HP-β-CD插层到GeneO-COOH层间,设计合成了新型的、具有良好血液相容性的、具有片层结构的GeneO-COO-HP-β-CD纳米药物载体。XRD的测试表明 HP-β-CD插层到 GeneO-COOH层间;TGA 的结果说明 GeneO-COO-HP-β-CD的耐热性能大幅度提高。Raman和FTIR测试进一步说明部分HP-β-CD可以通过酯键接枝到GeneO-COOH片层表面,生成的GeneO-COO-HP-β-CD纳米药物载体具有较好的稳定性和血液相容性。探索了 GeneO-COO-HP-β-CD纳米复合物在不同溶剂中的自组装和成球性,发现其在水溶液中呈现片层结构;在乙醇中则发生自聚,可形成粒径为1-2μm的微球。(2)由于非球形的纳米粒子在血管流动时易受到外界的作用力,从而影响纳米粒子在体内的循环,故将所合成的具有片层结构的GeneO-COO-HP-β-CD利用乳化-包覆法进行成球,研究了不同条件下油酸钠包覆GeneO-COO-HP-β-CD的效果,筛选出可在水溶液以微球形式较稳定存在的条件。利用乳化-化学交联成球技术,在没有表面活性剂和有机溶剂的条件下将分散在羧基化石墨烯表面的羟丙基环糊精利用戊二醛进行交联,反应形成粒径约为100 nm、具有微孔结构的新型载药微球GN。XRD和FTIR结果进一步证实加入戊二醛后发生了交联反应并生成了醚键。静态水接触角实验和溶解度实验表明了纳米微球GN分散性良好。血液相容性分析表明,GN的复钙时间比对照样延长了约30 min,并且其溶血率在5-50 μg/mL浓度内均小于5%,具有良好的血液相容性。MTT实验结果表明材料在0.01-1000 μg/mL浓度范围内,其细胞毒性都在0级或1级,表明纳米微球适合作为药物载体。(3)利用所制得的纳米微球GN包合难溶性药物地塞米松(DEX),通过HPLC法测试了负载地塞米松的微球中DEX的载药量和包封率,通过实验筛选出DEX:GN=1:5(g/g)较为理想,在此条件下,GN载药率高达14.31%,包封率为71.55%,载药率与包封率是未交联的片层复合物GeneO-COO-HP-β-CD的2.17倍,是单纯环糊精的6.88倍。通过FTIR探讨了载药微球中药物与微球的负载结合方式,结果显示部分DEX通过化学键与GN连接,部分DEX则为单纯物理包合。TG结果显示GN/DEX具有良好的耐热性能,热分解温度(262 °℃)比地塞米松(244 °℃)提高了 18 °℃,利于药物的成型加工;溶解度实验说明GN/DEX具有良好的分散性。体外释放实验表明,GN/DEX微球的体外释药规律符合一级动力学方程。利用酶联免疫吸附方法测试发现,控释出的DEX的生物活性得到了很好的保持。载药微球的血液相容性良好且细胞毒性实验结果表明,GN/DEX经过24 h、48 h和72 h后的细胞相对增值率较DEX有所提高,GN/DEX的细胞增值率均在0级和1级中分布,为无细胞毒性;GN/DEX比DEX(细胞毒性为2-3级)具有更低的细胞毒性以及细胞相容性,符合生物材料的医用标准。(4)利用所设计合成的纳米微球GN包合紫杉醇(PTX),通过焓变测定了GN/PTX的载药量和包封率,研究发现PTX:GN=1:10较为理想,在此条件下,GN载药率为8.99%,包封率为89.90%。在相同条件下,GN载药率与包封率是片层复合物GeneO-COO-HP-β-CD的2.32倍,是单纯环糊精HP-β-CD的3.22倍。FTIR实验结果说明载药微球中部分PTX通过化学键与载体连接,部分PTX则单纯物理包合。TG实验结果显示GN/PTX现出良好的耐热性能,热分解温度(235.8 °℃)比紫杉醇(220 ℃)提高了 15.8 °℃,利于药物的成型加工;溶解度实验说明GN/PTX具有良好的分散性。体外释放实验表明,GN/PTX微球的体外释药规律复合一级动力学方程,具有一定的pH依赖性,在酸性环境中释放量较高。药物活性实验证实GN载体控释出的PTX的生物活性得到了很好的保持。血液相容性实验表明,GN/PTX的溶血率均<5%,符合生物材料的溶血性要求;复钙时间比对照样有所延迟,说明载药微球具有良好的血液相容性。细胞毒性实验结果表明,制备的载药纳米粒GN/PTX的抑瘤作用远远超过PTX,最多可达到PTX的5-6倍。