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介孔二氧化硅纳米粒是一类无机纳米粒。因其易被肿瘤细胞摄取,具有良好的生物相容性,且结构稳定、易修饰改性,在药物传递方面的应用受到越来越多的关注。本文首先通过共聚法合成了羧基修饰的介孔二氧化硅纳米粒(MSN/COOH),并以其作为药物载体负载抗肿瘤药物盐酸阿霉素(DOX),构建了DOX梯度释放的纳米给药系统(DOX-MSN/COOH),用于瘤内响应性药物输送、克服肿瘤细胞的多药耐药性及降低静脉给药时DOX的心脏毒性。同时,利用近红外染料Cy5对MSN/COOH母核进行标记构建荧光纳米粒(Cy5-MSN/COOH),用于细胞及肿瘤显像。在此基础上,为进一步提升DOX-MSN/COOH的体内疗效,将我们合成的NH2-PEG-FA修饰到MSN/COOH母核表面,构建靶向长循环的介孔二氧化硅纳米粒(DOX-MSN/COOH-PEG-FA)。该纳米粒不但能实现DOX的pH梯度释放,降低DOX的毒副作用,与DOX-MSN/COOH相比更能促进DOX的肿瘤靶向传递,增加肿瘤细胞摄取,增强对于原位肝癌的疗效,具有良好的应用前景。相关研究工作的主要内容及结果如下：首先,以无机材料介孔二氧化硅纳米粒为基础,通过共聚及水解反应合成了羧基修饰的介孔二氧化硅纳米粒(MSN/COOH)。通过偶联反应在粒子表面连接Cy5,构建用于生物显像的荧光纳米粒(Cy5-MSN/COOH)。MSN/COOH近似球形,形态规整,粒径分布范围窄,平均粒径约为50nm。内部孔道排列均匀,孔径2-3nm。与未修饰的MSN相比,羧基修饰使得纳米粒的zeta电位值降低,从而明显提升粒子在水性介质中的分散性。此外Cy5的连接使得该纳米药物载体带有近红外荧光,利于我们研究粒子的细胞摄取及体内分布行为。选择弱碱性的抗肿瘤药物盐酸阿霉素(DOX)作为模型药物制备载药纳米粒(DOX-MSN/COOH),考察了药物在构建的纳米粒中,于不同pH条件下的负载及释放。由于电荷相互作用,DOX在载体中稳定负载,在pH6.5的缓冲溶液中,DOX载药量和包封率分别为18.76%和49.48%。药物的释放具有pH依赖性,在生理条件下释放缓慢,而在酸性条件下释放加快且趋于完全释放,有利于纳米粒在肿瘤发挥细胞毒性作用。采用流式细胞术测定了人乳腺癌细胞(MCF-7)对MSN/COOH及DOX-MSN/COOH的摄取能力,采用激光共聚焦显微镜(CLSM)考察了DOX经MSN/COOH负载后的胞内分布情况。研究表明,MSN/COOH能够通过内吞方式被MCF-7细胞摄取进入溶酶体,并定位于细胞质中。负载的DOX分子能够从溶酶体中快速释放,并进入细胞核发挥治疗作用。MTT测定结果显示,MSN/COOH纳米粒在0-500μg mL-1范围内对MCF-7细胞无明显毒性作用,而DOX-MSN/COOH对MCF-7的细胞毒性与游离DOX相当,表明DOX-MSN/COOH中负载的DOX在细胞内能快速释放,且药物负载过程不影响DOX疗效的发挥。肿瘤细胞对化疗药物的耐药是导致肿瘤患者临床化疗失败的主要原因之一。本文进一步采用MTT法比较了游离DOX及DOX-MSN/COOH对人乳腺癌细胞耐药株(MCF-7/ADR)的细胞毒性。结果表明,载药纳米粒能克服MCF-7/ADR细胞对游离DOX的耐药性。结合MSN/COOH及DOX-MSN/COOH激光共聚焦显微镜的结果得出,纳米粒可以通过内吞方式进入细胞,从而避免药物与细胞膜上P-gp接触,减少外排,克服MCF-7/ADR细胞对游离DOX的耐药。同时,载药纳米粒负载DOX进入细胞后,在细胞内(尤其溶酶体)酸性环境中,负载的DOX快速释放,并进入细胞核发挥治疗作用,从而减缓或克服MCF-7/ADR对游离DOX的耐药性。靶向给药系统的应用,能够将药物浓集定位于病变组织、器官、细胞或细胞内,提高体内疗效。本文在MSN/COOH的基础上,将母核的羧基与NH2-PEG-FA反应,设计合成了叶酸修饰的靶向长循环介孔二氧化硅纳米粒(MSN/COOH-PEG-FA)。PEG-FA的修饰对纳米粒的粒径、表面电荷、孔道结构等无明显影响。选择叶酸受体高表达的KB细胞,采用CLSM探讨叶酸修饰对纳米粒细胞摄取的影响,证实MSN/COOH-PEG-FA部分通过FA受体介导的内吞途径被细胞摄取。与DOX-MSN/COOH-PEG相比,DOX-MSN/COOH-PEG-FA能够促进细胞摄取,增加载药纳米粒对KB细胞的毒性作用。尾静脉注射后,MSN/COOH-PEG-FA易被肝脏摄取,特异性浓集于肝脏区域。与游离DOX相比,DOX-MSN/COOH-PEG-FA中负载的DOX能够主宰肝脏中保持较长时间,且心脏的摄取较少。进而,构建小鼠原位肝癌模型,评价了DOX-MSN/COOH-PEG-FA对肝癌的疗效。与游离DOX组相比,DOX-MSN/COOH, DOX-MSN/COOH-PEG及DOX-MSN/COOH-PEG-FA均明显延长肝癌小鼠的生存时间,并降低游离DOX的心脏毒副作用。这主要是由于,与游离DOX相比,耐药纳米粒被肝脏摄取的能力增加,进入肝癌的数量增多,且维持药效的时间延长,从而治疗效果更好。而与DOX-MSN/COOH相比,NH2-PEG-FA的修饰使得粒子易通过EPR效应及FA受体介导的摄取途径进入肿瘤细胞,因而进一步延长荷瘤小鼠的生存时间,增强抗肿瘤疗效。综上所述,本文构建了基于介孔二氧化硅的肿瘤给药系统,并利用PEG及FA对载体进行修饰,以提高载体的水分散性及肿瘤靶向性。研究结果表明,该载体能够特异性地聚集于肝脏区域,减少DOX在心脏中的分布,降低药物毒副作用,延长原位肝癌小鼠的生存时间。本研究结果为肿瘤的治疗提供了新的思路,也为无机纳米材料作为靶向给药系统的研究提供了新的理论基础和实验依据。