壳聚糖基抗肿瘤药物输送体系的制备及其体外评估

化疗作为一种重要方式被用来治疗各种癌症。但由于其具有非特异性,会对正常组织造成严重的毒副作用。为了能够在提升治疗效率的同时减小副作用,纳米药物输送系统吸引了研究人员VX-765化学结构越来越多的关注。纳米药物输送系统能改善化疗药物的溶解性以及稳定性,通过被动靶向作用累积在肿瘤部位。肿瘤组织与正常生理组织存在理化性质差异,如肿瘤组织低p H,高谷胱甘肽,高过氧化氢浓度等。基于这些理化性质差异可以制GW4869说明书备刺激响应性药物输送系统用于提升抗肿瘤效率。此外,利用一些外部刺激也能制备刺激响应药物输送系统,如磁场,光,超声等。基于此,为了减小药物输送系统的副作用,提升肿瘤治疗效果,本论文以天然多糖壳聚糖为材料,进行了不同的化学修饰(接枝PEG、接枝PDPA、羧基化、马来酸酐修饰),利用相互作用(静电作用、疏水相互作用和π-π堆积作用)制备了不同的刺激响应药物输送系统。在此基础上,通过引入磁性纳米粒子制备了磁性纳米药物输送系统。论文研究内容概括如下:1、首先制备了聚乙二醇(PEG)和聚2-(二异丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯(PDPA)双修饰的壳聚糖(PEG-g-CS-g-PDPA)。在酸性水溶液中利用原位胶束化的方法制备了p H响应性的核壳冕胶束。研究了接枝不同聚合度(25,32和42)的PDPA链段,对所制备的核壳冕胶束的粒径,载药率以及释放行为的影响。通过对比,DOX/PEG-g-CS-g-PDPA_(32)胶束流体力学粒径为211 nm,载药率为54%,表现出比较好的p H响应释放行为,药物渗漏几乎可以忽略,显示出用于药物输送系统的潜力。2、药物输送系统的形貌在其吞噬、与细胞作用以及分布方面起着重要作用,但用简单的方法制备非球形纳米粒子仍然是个挑战。将PEG和马来酸酐双修饰壳聚糖聚合物水溶液加入到阿霉素水溶液中,通过静电吸附制备了p H/缺氧双响应性纳米线。同时,将阿霉素水溶液滴加到聚合物水溶液中,制备了双响应纳米球。通过对比发现纳米线具有更高的载药率,模拟生理条件下药物渗漏低,模拟肿瘤组织微环境条件下释放率高。此外,MTT结果与流式细胞结果证明了纳米线有更好的肿瘤抑制效果。3、羧基化壳聚糖作为壳聚糖的两性离子衍生物,在不同的p H条件下会表现出不同的电荷性质。以羧基化壳聚糖为基础,制备了p H响应表面电荷反转输送体系用于p H/还原双双触发药物释放。PDPA通过还原响应性二硫键接枝在PEG修饰的羧基化壳聚糖上,可以作为p H响应性的核负载药物分子阿霉素。所制备的药物输送系统表现出较高的药物负载率,良好的血清稳定性,p H响应表面电荷反转和p H/还原双响应性刺激药物释放行为。并且相比于之前报道的羧基化壳聚糖药物输送体系,药物渗漏率最低。这些特征使纳米制剂有望增强抗肿瘤效果同时减小副作用。4、化疗药物试剂的毒副作用和多药耐药会阻碍抗肿瘤效率。在此,用活性氧可断裂的DOX-TK-DOX与二茂铁(Fc)和酮缩硫醇(TK)双功能化的壳寡糖(COS-FBiogenic Mn oxidesc-TK)制备了p H/还原双触发纳米药物用于自加速药物释放以及化疗/化学动力学协同治疗。所制备的纳米粒子拥有39.70%的高载药率,以及自加速药物释放能力,由肿瘤细胞微环境二茂铁催化过氧化氢发生芬顿反应产生高活性的羟基自由基触发。最后,联合指数为0.94,也表明可以实现化学/化学动力学的协同治疗用于肿瘤选择性治疗。5、超顺磁性纳米粒子由于其良好的生物相容性和生物可降解性,在靶向药物输送,诊疗和热疗等生物医药应用方面吸引了越来越多的关注。以PEG修饰过的壳聚糖为材料,引入磁性四氧化三铁纳米粒子,通过共沉淀方法制备了PEG修饰的壳聚糖包覆油胺修饰的四氧化三铁纳米粒子复合子母弹。在油胺修饰的四氧化三铁纳米粒子存在下,复合子母弹的粒径小于PEG修饰过的壳聚糖制备的纳米粒子,且具有24.3%的高载药率和4.11 emu/g的磁饱和强度。复合子母弹表现出好的生物相容性,相比于纯阿霉素能够更好的被Hep G2细胞摄取,增强抗肿瘤效率。在肿瘤细胞内环境下释放阿霉素后,能够重新聚集成磁性纳米簇,有望用于磁共振成像。