貝尼地平對成骨細胞功能影響及其納米載藥系統(tǒng)的生物應用
發(fā)布時間:2019-04-10 07:05
【摘要】:高血壓是中老年人群中的常見疾病,有調(diào)查顯示中國成年人中高血壓患病率接近20%,這一比例隨著我國老齡化社會的進程而不斷提高。口腔種植及修復的患者當中,中老年人所占比例高,因此高血壓患者的比重就更大。鈣拮抗劑是目前治療高血壓疾病的常用藥物,包括使用歷史最長、最普遍的硝苯地平(心痛定),以及氨氯地平(絡活喜)等。然而此類藥物對于常年用藥患者的骨質(zhì)有何影響,是否會減低骨密度,進而影響患者接受口腔種植及修復治療的療效;或是能夠促進骨質(zhì)的生成,對骨質(zhì)疏松具有防治作用,這些都是值得關注并探究的問題。 貝尼地平為第二代二氫吡啶類鈣拮抗藥,常用于治療高血壓和心絞痛。有研究顯示貝尼地平能夠促進成骨細胞的分化,但未見對其促進成骨作用的系統(tǒng)性研究。本研究通過一系列體外實驗評價貝尼地平對于成骨細胞功能的影響,以期望發(fā)現(xiàn)貝尼地平除常規(guī)降壓作用外,還具有促進骨質(zhì)生成這一新的臨床藥用價值。同時本實驗制備了硅酸鎂納米球,并首次以其作為藥物載體,建立載貝尼地平藥物的硅酸鎂納米載藥系統(tǒng),以提升貝尼地平促進成骨的作用效果,并增強其作為局部治療藥物的穩(wěn)定性,為貝尼地平促進成骨作用的臨床應用提供理論依據(jù)。 此外本實驗中還首次以硅酸鎂納米球作為化療藥物載體,制備載阿霉素藥物的硅酸鎂納米載藥系統(tǒng),評價其載藥性能及藥物釋放特性,并通過體外及體內(nèi)實驗探究其抑制腫瘤的作用效果,為該納米載藥系統(tǒng)的臨床應用提供理論基礎。 1.貝尼地平對成骨細胞功能的影響 目的:采用MC3T3-E1Subclone14小鼠前成骨細胞系作為成骨細胞模型,系統(tǒng)性評價貝尼地平在體外對成骨細胞功能的影響。 方法:配制濃度為10-10~10-4mol/L的貝尼地平(benidipine,BD)梯度藥物溶液,通過MTT法檢測BD對MC3T3-E1細胞增殖活性的影響,篩選促進該細胞增殖的藥物濃度區(qū)間進行后續(xù)實驗。通過ALP活性水平及茜素紅染色檢測BD對MC3T3-E1細胞分化活性及礦化能力的影響,并通過RT-PCR及Western Blot檢測BD對于MC3T3-E1細胞BMP2、OCN及Runx2mRNA和蛋白表達水平的影響。 結(jié)果:BD濃度為10-5~10-4mol/L時對細胞增殖具有抑制作用,在較低濃度10-10mol/L時對細胞的增殖無顯著影響,而濃度區(qū)間于10-9~10-6mol/L時該藥物能夠顯著促進細胞的增殖,因此篩選此濃度區(qū)間進行后續(xù)實驗。濃度區(qū)間于10-9~10-6mol/L的BD能夠提高MC3T3-E1細胞ALP的活性水平及礦化能力,其中濃度為10-7mol/L時作用效果最為顯著。同時此濃度區(qū)間的BD也能夠上調(diào)MC3T3-E1細胞BMP2、OCN及Runx2mRNA和蛋白的表達水平。 結(jié)論:濃度為10-9~10-6mol/L的BD能夠促進MC3T3-E1細胞的增殖、分化及礦化,并能上調(diào)該細胞BMP2、OCN及Runx2mRNA和蛋白的表達水平。其中濃度為10-7mol/L的BD體外促進成骨的作用效果最為顯著。 2.硅酸鎂納米球的制備及其生物相容性的研究 目的:制備硅酸鎂納米球(magnesium silicate nanospheres,MSNs),檢測該納米材料的形貌結(jié)構(gòu)特征,并通過體外及體內(nèi)各項實驗評價其生物相容性,為后續(xù)實驗中MSNs載藥系統(tǒng)的建立及應用提供理論基礎。 方法:采用經(jīng)典St ber法合成二氧化硅膠體球,并以此材料為前體制備MSNs。采用掃描電鏡、透射電鏡觀察MSNs的形態(tài)結(jié)構(gòu),EDS分析MSNs元素組成,XRD分析MSNs衍射圖譜,獲取材料的結(jié)構(gòu)信息。判斷MSNs表面孔隙特點,并計算出其比表面積及外殼表面的孔徑尺寸。細胞形態(tài)觀察、MTT法及溶血實驗檢測MSNs的體外毒性,并將MSNs通過尾靜脈注入小鼠體內(nèi),通過對小鼠30天內(nèi)體重和行為的觀察,組織學及血液學等檢測手段評價MSNs的體內(nèi)毒性。 結(jié)果:本實驗所合成的MSNs為大小均一,直徑約400nm的空心球體結(jié)構(gòu),比表面積為498m2/g。其表面具有介孔結(jié)構(gòu),平均直徑為4.32nm。體外實驗表明,濃度為200μg/ml的MSNs對細胞形態(tài)及活性均無顯著影響,且溶血率小于1%。體內(nèi)實驗中,MSNs在小鼠脾臟及肝臟累積最多。100mg MSNs/kg的劑量條件下,小鼠的體重、行為、血液學及主要臟器的組織學檢測均顯示MSNs沒有顯著毒性。 結(jié)論:本實驗所制備的空心MSNs具有較高的生物相容性及較低的毒性,可以作為一種安全、高效的納米藥物載體。該納米材料在納米載藥系統(tǒng)的應用中有著巨大的潛力。 3.載貝尼地平硅酸鎂納米球?qū)Τ晒羌毎δ艿挠绊?目的:制備載貝尼地平藥物的硅酸鎂納米球(BD-MSNs),探討該納米載藥系統(tǒng)對于成骨細胞增殖、分化及礦化的作用,為其日后促進成骨作用的相關臨床應用提供理論基礎。 方法:制備BD-MSNs納米載藥系統(tǒng)并測定其載藥量。以含有BD濃度為10-7mol/L的BD-MSNs為實驗濃度,,觀測該濃度納米載藥系統(tǒng)對于MC3T3-E1細胞形態(tài)的影響,并通過MTT法、ALP活性水平及茜素紅染色檢測BD-MSNs對MC3T3-E1細胞增殖、分化及礦化水平的影響,并以相同濃度BD做為對照,比較該納米載藥系統(tǒng)促進成骨作用的優(yōu)越性。 結(jié)果:所制備的BD-MSNs載藥量為450mg/g,即當BD濃度為10-7mol/L時,所含MSNs濃度為12.04μg/ml,且該濃度下BD-MSNs對于MC3T3-E1細胞形態(tài)無顯著影響。與相同濃度單純BD藥物相比,BD-MSNs能夠顯著促進MC3T3-E1細胞的增殖、分化及礦化。 結(jié)論:本實驗所制備的BD-MSNs具有良好的生物安全性,體外實驗證實BD-MSNs納米載藥系統(tǒng)較單純BD藥物促進成骨的作用更為顯著。 4.載阿霉素硅酸鎂納米球在抗腫瘤治療中的應用 目的:以硅酸鎂納米球(MSNs)作為藥物載體,制備載阿霉素(DOX)的納米載藥系統(tǒng)(DOX-MSNs),測定其載藥性能及藥物釋放特性,通過體外及體內(nèi)實驗檢測其抑制腫瘤的作用效果。 方法:分別將不同濃度的DOX藥物溶解于pH為5~8的溶液中,每份樣品中加入MSNs10mg,攪拌以制備不同載藥量的DOX-MSNs,并檢測載藥量及藥物釋放特性。選擇HepG2細胞作為腫瘤細胞模型,細胞內(nèi)吞實驗檢測MSNs在HepG2細胞中的聚集情況,通過MTT法檢測該納米載藥系統(tǒng)于體外對腫瘤細胞的抑制效果。建立荷瘤小鼠的動物模型,通過觀測小鼠腫瘤的體積變化及TUNEL試驗檢測腫瘤細胞凋亡情況,評價DOX-MSNs于動物體內(nèi)抗腫瘤的作用效果。 結(jié)果:本實驗中制備的DOX-MSNs在DOX濃度為500μg/ml,pH為8的條件下載藥量最高,達到2140mg/g。24h內(nèi)DOX-MSNs在pH為5.0條件下藥物釋放量顯著高于pH為7.4條件下的釋放量。細胞內(nèi)吞實驗顯示MSNs能夠進入腫瘤細胞內(nèi)部并大量聚集于溶酶體中。MTT結(jié)果顯示DOX-MSNs抑制腫瘤細胞增殖的效果較相同濃度單純DOX藥物的作用效果更為顯著。體內(nèi)實驗對于腫瘤體積的觀測及TUNEL試驗檢測腫瘤細胞凋亡的結(jié)果也顯示DOX-MSNs能夠顯著抑制腫瘤的生長。 結(jié)論:本實驗制備的DOX-MSNs載藥量高,且藥物釋放具有pH敏感性。MSNs納米藥物載體能夠大量聚集于胞內(nèi)溶酶體中,有利于提高所載化療藥物的作用效果。DOX-MSNs較單純DOX藥物抑制腫瘤生長的作用效果更為顯著。
[Abstract]:......
【學位授予單位】:吉林大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:R783
本文編號:2455590
[Abstract]:......
【學位授予單位】:吉林大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:R783
【參考文獻】
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本文編號:2455590
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