本文選題：納米制劑　切入點(diǎn)：表面包衣　出處：《吉林大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：我們知道納米粒子的表面性質(zhì)是影響其體內(nèi)外生物學(xué)行為的重要因素,深入的了解并進(jìn)一步控制納米粒子的表面性質(zhì)對納米制劑安全有效的應(yīng)用至關(guān)重要。近年來,納米制劑包括用于治療的納米藥物遞送系統(tǒng)和用于診斷的納米診斷試劑如聚合物納米粒、脂質(zhì)體、量子點(diǎn)、納米磷灰石和石墨烯等,在疾病的診斷和治療中顯示出了巨大的應(yīng)用前景,然而目前這些納米制劑的臨床應(yīng)用仍然受到自身毒性,易被調(diào)理,細(xì)胞攝取效率低及自身疏水性、溶血性等不良的生物相容性的限制。為了改善納米制劑的自身限制,達(dá)到延長納米制劑在體內(nèi)的循環(huán)時間、提高細(xì)胞攝取效率、降低毒性、延緩釋放、提高生物相容性等目的,我們提出了一種聚多巴胺(p D)介導(dǎo)的簡單通用的表面修飾策略:即利用聚多巴胺的二次修飾性能簡單有效地對納米制劑表面進(jìn)行不同性質(zhì)的修飾以達(dá)到提高其生物相容性,降低自身毒性,改善其藥代動力學(xué)行為及提高其與細(xì)胞相互作用能力等目的。本文我們首先成功的制備了粒度均一、穩(wěn)定性好的載抗癌藥物拉洛他賽(LTX)的PLGA納米粒,并將其作為模型納米粒,通過聚多巴胺的介導(dǎo)成功地將polyethylene glycol(PEG)、bovine serum albumin(BSA)和poly-L-lysine(PLL)三種表面修飾物修飾于模型納米粒表面,賦予其新的表面性質(zhì)。接著對載有拉洛他賽的PLGA NPs,p D-PLGA NPs,BSA-p D-PLGA NPs,PLL-p D-PLGA NPs和PEG-p D-PLGA NPs五種納米粒進(jìn)行了的粒徑、粒徑分布、zeta電位及載藥量的測定并利用透射電鏡(TEM),X射線光電子能譜(XPS),核磁(1H-NMR)及紅外(FTIR)對納米粒的表面修飾進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)確證。修飾前后粒徑和電位的變化以及TEM、XPS、1H-NMR和FTIR的表征可以充分地證明聚多巴胺介導(dǎo)的不同表面修飾納米粒的成功構(gòu)建。為了考察三種表面包衣(BSA,PEG,PLL)對納米粒血清穩(wěn)定性的影響,我們進(jìn)行了血清穩(wěn)定性實驗。結(jié)果表明,聚多巴胺介導(dǎo)的BSA包衣和PEG包衣可以很好的維持納米粒子在血清蛋白中的穩(wěn)定性,而PLL包衣雖然所帶正電荷密度并不大,但還是會一定程度上的吸附血清蛋白,使納米粒子的粒徑增大,粒徑分布變寬。此外,體外釋放研究表明,BSA包衣對拉洛他賽的釋放具有一定的緩釋作用。而PEG包衣和PLL包衣對拉洛他賽的釋放都沒有明顯影響,這一結(jié)果提示我們,納米粒表面的BSA或與其結(jié)構(gòu)類似的蛋白質(zhì)包衣可以一定程度上的延緩像紫杉烷一類高血漿蛋白結(jié)合率藥物的釋放。以人乳腺癌細(xì)胞MCF-7及人肺癌細(xì)胞A549為細(xì)胞模型,考察上述三種表面包衣對納米�？鼓[瘤活性及被癌細(xì)胞攝取效率的影響�？瞻字苿┑募�(xì)胞生存性研究表明,BSA包衣具有良好的生物相容性和安全性。此外,當(dāng)粒子濃度高于250μg/m L時,聚多巴胺介導(dǎo)的PLL包衣才顯示出輕微的毒性,這可能是由于其表面低密度的正電荷被帶負(fù)電的血漿蛋白補(bǔ)償后導(dǎo)致其并沒有呈現(xiàn)嚴(yán)重的毒性。而載拉洛他賽表面修飾納米粒的體外抗腫瘤活性結(jié)果表明,聚多巴胺介導(dǎo)的PLL包衣能夠明顯提升納米粒的抗腫瘤活性,在弱酸性條件下,其體外抗腫瘤活性優(yōu)勢更顯著。攝取結(jié)果表明,盡管聚多巴胺介導(dǎo)的PLL包衣所帶的表面電荷密度并不大,但是它對納米粒攝取的促進(jìn)作用仍然要明顯強(qiáng)于其他表面帶負(fù)電的包衣。當(dāng)p H由中性變?yōu)槿跛嵝詴r,PLL包衣表面正電荷密度的增加將會有助于提高納米粒在腫瘤弱酸性條件下的細(xì)胞攝取。這一提高的程度因細(xì)胞種類的不同而不同。這一結(jié)果也成就了PLL包衣在用于弱酸性環(huán)境下腫瘤細(xì)胞殺傷方面的優(yōu)勢。本文采用了UPLC-MS/MS法來測定血漿樣品中LTX的濃度,以雄性SD大鼠為試驗動物,靜脈注射給藥后,做藥時曲線,計算出主要藥動學(xué)參數(shù),以此來評價并比較聚多巴胺介導(dǎo)的不同表面包衣對納米粒大鼠體內(nèi)藥動學(xué)行為的影響。體內(nèi)藥動學(xué)結(jié)果表明,PEG修飾的納米粒子具有最好的體內(nèi)藥動學(xué)行為及參數(shù)。BSA包衣的納米粒因其可以阻止血漿蛋白的吸附,故可以一定程度上地延長納米粒子在體內(nèi)的循環(huán)時間,提高其藥時曲線下面積AUC(0-∞)。雖然PLL包衣納米粒表面帶有正電荷,但它的AUC(0-∞)和t1/2z仍分別是溶液劑的1.5倍(2642.77±133.50μg/L·h vs 1701.01±53.90μg/L·h,p0.05)和1.6倍(11.51±3.34h vs7.23±0.48h,p0.05)。最后以雄性昆明小鼠為實驗動物,Di R為熒光染料,考察研究靜脈注射聚多巴胺介導(dǎo)的不同表面包衣對納米粒在小鼠體內(nèi)組織分布的影響。經(jīng)尾靜脈注射后,用活體成像儀測定小鼠體內(nèi)組織分布。結(jié)果表明由于一部分PLL包衣的納米粒在注射進(jìn)入血液循環(huán)過程中被血細(xì)胞內(nèi)化或與血管壁表面上的聚陰離子結(jié)合,所以其在各個器官分布的總和少于其他兩種帶負(fù)電的表面包衣納米粒。另外,PEG修飾的納米粒在肝脾中的分布沒有像BSA包衣的納米粒那么迅速,而是慢慢地逐漸增多,這印證了PEG的優(yōu)勢的同時也表明外源粒子最終都難逃被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)調(diào)理吞噬的命運(yùn)。
[Abstract]:We know that the surface properties of nanoparticles is an important factor affecting the in vivo biological behavior, surface properties and further in-depth understanding of the control of nanoparticles is critical to the application of nano preparation is safe and effective. In recent years, including the preparation for nano nano drug delivery system for the diagnosis and treatment of diagnostic reagents such as nano polymer nanoparticles, liposomes, quantum point, nano apatite and graphene, in the diagnosis and treatment of diseases in which shows a great prospect, but the current clinical application of these nanoparticles remain under their toxicity, easily conditioning, cellular uptake efficiency and its hydrophobicity, compatibility constraints and other adverse biological hemolysis. In order to improve nano preparation of the self limiting, achieve the nano preparation and the circulating time prolonged, improve cellular uptake efficiency, reduce toxicity, delayed release, To improve the biocompatibility, we propose a polydopamine (P D) mediated by the simple and general surface modification: modification is simple and effective for different properties of surface modified nano preparation with two properties of poly dopamine in order to improve its biocompatibility, reduce their toxicity, improve the drug the pharmacokinetic behavior and improve their ability to interact with cells. In this paper we first prepared with uniform size were successfully loaded, good stability of anticancer drugs (LTX) match he Lalo PLGA nanoparticles, and the nanoparticles as a model, the polydopamine mediated successfully polyethylene glycol (PEG). Bovine serum albumin (BSA) and poly-L-lysine (PLL) three kinds of surface modification on the model of the surface of the nanoparticles, with new surface properties. Then the game PLGA NPs with him at P, D-PLGA NPs, BSA-p D-PLGA N Ps PLL-p, D-PLGA NPs and PEG-p D-PLGA NPs five nanoparticles were particle size, particle size distribution, zeta potential and drug loading were determined by transmission electron microscopy (TEM), X ray photoelectron spectroscopy (XPS), nuclear magnetic resonance (1H-NMR) and infrared (FTIR) surface modification of nanoparticles was confirmed further the modified particle size and zeta potential of the TEM, XPS, 1H-NMR and FTIR characterization can fully prove the different surface modified nanoparticles of poly dopamine mediated constructed successfully. In order to study the three kinds of surface coating (BSA, PEG, PLL) effect on the stability of nanoparticles in serum, we tested serum stability. The results show that the poly dopamine mediated BSA coating and PEG coating can maintain the stability of nanoparticles in the serum protein in well, and although the PLL coating with positive charge density is small, but it will be at a certain level of serum protein adsorption, The particle size increases, the particle size distribution becomes wider. In addition, the in vitro release showed that the BSA coating has a good effect on the controlled release to release his game. Lalo PEG coating and PLL coating had no obvious influence on the release of the game he Lalo, this result suggests that the nano particle surface or its BSA the similar structure of protein coating can to some extent delay as taxane a high plasma protein binding rate of drug release. In A549 breast cancer cells MCF-7 and lung cancer cell models, study the three kinds of surface coating on nanoparticles and antitumor activity by cancer cell uptake. The influence of cell survival the blank preparation showed that BSA coating has good biocompatibility and biological safety. In addition, when the particle concentration is higher than 250 g/m L, PLL coated poly dopamine mediated showed slight toxicity, which may Is due to plasma protein positive charge on the surface of the low density compensation is negatively charged after the lead did not show serious toxicity. And the carrier surface modified nanoparticles match he Ralo anti-tumor activity in vitro. The results showed that PLL coated poly dopamine mediated nanoparticles can significantly enhance the antitumor activity under weak acidic conditions. The in vitro antitumor activity advantage is more significant. Uptake results showed that although PLL coated poly dopamine mediated by the surface charge density is small, but its promoting effect on the uptake of nanoparticles is still significantly stronger than other negatively charged surface coating. When p H from neutral to weak acidic, positive charge density PLL coating surface increase will help to improve the nanoparticles in tumor cell uptake under weakly acidic conditions. The increasing degree is different because of the different types of cells. This result also achieved PLL coating In the weak acidic environment for tumor cell killing advantages. The UPLC-MS/MS concentration was measured in plasma samples of LTX, male SD rats as experimental animal, intravenous injection, drug time curve, calculate the main pharmacokinetic parameters, different surface coating in order to evaluate and compare the poly dopamine mediated effects of dynamic behavior of drug nanoparticles in rats. In vivo pharmacokinetic results show that in vivo, PEG nanoparticles modified with in vivo pharmacokinetic behavior and the best parameters of.BSA coated nanoparticles because it can prevent plasma protein adsorption, so to a certain extent on the extension of nanoparticles in vivo circulation time. The area under the AUC curve to improve the drug (0- 2). Although the PLL coating the surface of the nanoparticles with positive charge, but it's AUC (0- 2) and t1/2z were 1.5 times solution (2642.77 + 133.50 g/L h vs 1701.01 + 53.90 g/L - H, P0.05) and 1.6 times (11.51 + 3.34h vs7.23 + 0.48h, P0.05). The last male Kunming mice as experimental animal, Di R fluorescent dye, study on intravenous injection of different surface coated poly dopamine mediated effects of nanoparticles in mice by tail vein injection distribution. After the determination of in vivo distribution in vivo imaging instrument. The results show that as part of the PLL coated nanoparticles in injection into the blood circulation in the process of being internalized or blood cells and vascular wall on the surface of poly anion binding, so the distribution of various organs in less than the sum of the other two surface coating of negatively charged nanoparticles. In addition, the distribution of nanoparticles modified by PEG in the liver and spleen were not so rapidly as BSA nanoparticles coated, but slowly increased gradually, which confirms the advantage of PEG also showed that the foreign particles are difficult to escape by network The endothelial system recuperates the fate of the phagocytosis.

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R943

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本文編號：1638353