【摘要】：目的:目前感染仍然是臨床上最為常見的并發(fā)癥。然而傳統(tǒng)的抗菌治療方式,不管是全身或是局部應(yīng)用抗生素都展示出不少的弊端。因此,將抗菌藥物進(jìn)行負(fù)載并在局部釋放而產(chǎn)生強(qiáng)大且持久的抗菌作用的藥物傳遞系統(tǒng)是臨床所需要的�？招慕榭锥趸杓{米顆粒(Hollow mesoporous silica nanoparticles,HMS)由于其獨特的理化性質(zhì),使得其在藥物負(fù)載傳遞上具有巨大的應(yīng)用前景。而且不同于傳統(tǒng)抗生素的季銨鹽類抗菌材料也顯示出了抗菌譜廣,不易產(chǎn)生耐藥的特點,還可進(jìn)一步結(jié)合于介孔硅材料表面賦予材料一定的抗菌能力。因此,本文中將利用二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化銨(Dimethyloctadecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride,SiQAC)中的QAC嫁接于HMS表面,獲得具有親脂性-C_(18)H_(37)烷基長鏈的季銨鹽修飾空心介孔硅納米顆粒(Quaternary ammonium silane-coupled hollow mesoporous silica nanoparticle,QHMS)。QHMS被用于創(chuàng)建抗生素遞送系統(tǒng)。將具有抗牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonas gingivalis,P.g)特異性抗菌活性的甲硝唑(Metronidazole,MDZ)裝載到QHMS的空心孔隙中以構(gòu)建具有直接接觸殺滅和抗生素釋放雙重特性的藥物傳遞系統(tǒng)(MDZ@QHMS)。材料與方法:第一部分利用初始合成的殼核結(jié)構(gòu)空心介孔硅在溶液表面形成的是活性硅醇基團(tuán)(Si-OH)的特性,將二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化銨中的QAC嫁接于HMS表面,獲得具有親脂性-C_(18)H_(37)烷基長鏈的季銨鹽修飾空心介孔硅納米顆粒。并且通過將QHMS作為藥物載體裝載具有抗厭氧菌能力的甲硝唑(Metronidazole,MDZ)獲得負(fù)載甲硝唑的空心介孔硅(MDZ@QHMS)。使用了一系列的物理、化學(xué)方法對接入QAC(Quaternary ammonium compound)功能基團(tuán)的空心介孔硅納米顆粒的內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)以及化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,包括:透射電鏡(Transmission electron microscopy,TEM)、X-射線粉末(Powder X-Ray diffraction,XRD)、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)、光電子能譜分析(X-ray photoelectron spectrograph,XPS)及氮氣吸附脫附實驗(Nitrogen adsorption and desorption experiment)。熒光素鈉洗脫實驗以及溴酚藍(lán)實驗用來檢測嫁接及一段時間后游離的QAC基團(tuán)的物質(zhì)的量。紫外-可見光光度計(Ultraviolet and visible spectrophotometer,Uv-vis)用于觀察藥物負(fù)載以及釋放趨勢。第二部分使用人牙齦成纖維細(xì)胞檢驗MDZ@QHMS的細(xì)胞毒性以確定合適的抗菌濃度。細(xì)胞增殖活性檢測試劑盒(Cell counting kit,CCK-8)將用來評估材料與細(xì)胞共培養(yǎng)1周時間內(nèi)其對細(xì)胞增殖活力的影響。進(jìn)一步的將分別使用大腸桿菌(Escherichia coli,E.coli,ATCC25922),金黃色葡萄球菌(Streptococcus aureus,S.a,ATCC25977)及牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonas gingivalis,P.g,ATCC33277)形成含單一菌群的菌斑生物膜,并使用獲得的菌斑生物膜對MDZ@QHMS上嫁接的QAC及其中釋放的有效濃度的甲硝唑的抗菌效果進(jìn)行評測。其抗菌的結(jié)果將使用熒光死活菌染料(LIVE/DEAD?BacLight?Bacterial Viability Kits)染色后于激光共聚焦掃描電子顯微鏡下觀察生物膜狀況,并且使用菌落計數(shù)法(Colony-forming units count,CFU count)及細(xì)菌的活力測試XTT試劑進(jìn)行定量評估。結(jié)果:1.通過自模板法可以成功合成大小、孔徑、結(jié)構(gòu)、形貌可控的中空介孔硅顆粒,并且QAC長鏈可以成功通過Si-O-Si共價錨接在介孔硅表面合成季銨鹽修飾的中空介孔硅QHMS。將QHMS作為藥物載體,通過溶劑揮發(fā)法負(fù)載的甲硝唑形成穩(wěn)定的MDZ@QHMS藥物傳遞系統(tǒng)。此系統(tǒng)表現(xiàn)出良好的藥物負(fù)載能力和MDZ局部緩釋能力。2.MDZ@QHMS 100μg/ml以下使用時表現(xiàn)出了良好的生物相容性。超過100μg/ml時,表現(xiàn)出對人牙齦成纖維細(xì)胞的活力具有輕微的抑制作用。在7天內(nèi)抗菌實驗中觀察到單純的100μg/ml QHMS即有對金黃色葡萄球菌,大腸桿菌的抗菌作用,而對牙齦卟啉單胞菌基本無效。25-200μg/ml MDZ@QHMS則表現(xiàn)出對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和牙齦卟啉單胞菌生物膜都具有抗菌活性。其抗菌能力隨濃度的升高而逐漸增加。結(jié)論:通過自模板法合成的負(fù)載甲硝唑的季銨鹽修飾空心介孔硅MDZ@QHMS具有穩(wěn)定的介孔結(jié)構(gòu)和持續(xù)的甲硝唑釋放效果,表現(xiàn)出良好的生物相容性和抗菌能力。
【圖文】：

QHMS 及 MDZ@QHMS 透射電鏡圖（a:尺寸約 220-250 nm 的 SiO2實心球; b:選擇性堿性蝕刻過程形成表面的介孔及中空結(jié)構(gòu); c:蝕刻完成后的 HMS@CTAB; d:去除 CTAB 后的 QHMS 樹脂包埋切片圖; e:高倍下 MDZ@QHMS 樹脂包埋切片圖顯示的負(fù)載在空腔的甲硝唑）1.3.1.2 X 射線衍射表征小角度XRD通�？梢杂脕頇z測規(guī)格介孔結(jié)構(gòu)及其晶格參數(shù)。HMS，QHMS及 MDZ@QHMS 的小角度 XRD 結(jié)果如下圖 1.2，HMS 在 2°左右有特征性的單峰，而 QHMS 作為有序的空心介孔結(jié)構(gòu)，，在 2°左右存在 3 峰，此種特征性峰在甲硝唑載入后依然保有說明了 QHMS 納米介孔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。HKL 晶面系數(shù)顯示主要為 HMS 主要為 211，220。而 QHMS 主要為 321，400，420。

QHMS 及 MDZ@QHMS 的小角度 XRD 圖譜（小角度衍射后 HMS,QHMS 及 MDZ@QHMS 均在 2°左右出現(xiàn)了峰值變化，兩峰及三峰的出現(xiàn)是介孔結(jié)構(gòu)的特征峰）
【學(xué)位授予單位】：福建醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R943;R96

【參考文獻(xiàn)】

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