【摘要】：癌癥是當今世界嚴重危害人類生命與健康的疾病之一,它分為多種類型,它的發(fā)病率和致死率均較高,目前,臨床上治療癌癥的主要治療手段有化療、放療、手術治療、熱療(Hyperthermia,HT)、超聲療法等及將兩種或者兩種以上的治療方法聯(lián)合起來治療癌癥。因此,本課題擬構建半乳糖化殼聚糖(galactosylated chitosan,GC)修飾的磁性介孔二氧化硅(Magnetic mesoporous silica nanoparticles,MMSNs)負載奈達鉑(Nedaplatin,NDP)的雙重靶向給藥系統(tǒng)(NDP@MMSN-COOH-GC NPs),將該系統(tǒng)聯(lián)合光熱治療(photothermal therapy,PTT),具有以下優(yōu)勢:(1)半乳糖化殼聚糖修飾的磁性介孔二氧化硅載體的主動靶向作用使藥物可以有效蓄積在腫瘤部位,減小全身毒性,提高生物安全性;(2)納米載體憑借自身良好的光熱效應,使得光熱治療大大增強了制劑的體內和體外抗腫瘤效果。相關研究如下:1、NDP@MMSN-COOH-GC NPs的制備與表征。采用共沉淀法制備水溶性Fe_3O_4。接著以Fe_3O_4為磁核,以正硅酸四乙酯為硅源,CTAB為模板劑,采用溶膠-凝膠法制備磁性介孔二氧化硅,并對MMSNs表面進行羧基化修飾,再以戊二醛作為交聯(lián)劑,利用羧基可以和半乳糖化殼聚糖上的氨基作用,制備GC修飾的磁性介孔二氧化硅納米粒子(MMSN-COOH-GC NPs),通過紅外,粒徑電位,掃描電鏡,透射電鏡和氮氣吸附-脫附等進行表征,并考察了納米載體在808激光照射不同時間下的升溫情況,最后以載藥量和包封率為指標進行處方工藝的篩選,通過優(yōu)化制劑制備的條件,最終得到具有雙重靶向作用的NDP@MMSN-COOH-GC NPs制劑。紅外光譜圖顯示Fe_3O_4磁核已被成功制備,MMSNs表面已經成功修飾上氨基和羧基,半乳糖化殼聚糖也已被成功包覆在MMSNs-COOH上;透射電子顯微鏡圖顯示,Fe_3O_4粒徑為15 nm左右,MMSN COOH NPs和MMSN COOH GC NPs粒徑增至100 nm左右;Zeta電位圖顯示經檸檬酸鈉修飾之后的Fe_3O_4的Zeta電位是-12.6 mV,此外,MMSNs表面成功修飾氨基后,電位為正,增加到+16.7 mV,而再次修飾羧基后,電位變?yōu)?21.8 mV,最后,MMSN-COOH NPs成功包覆GC后,電位變?yōu)?18.0 mV。磁性測試結果顯示Fe_3O_4納米粒子的飽和磁化值(Ms)為65 emu/g,具有超順磁性,MMSN-COOH NPs和MMSN-COOH-GC NPs飽和磁化值分別為38 emu/g和28 emu/g;N_2吸附-脫附曲線表明MMSN-COOH NPs的等溫線符合IUPAC分類的IV型等溫線,這說明MMSN-COOH NPs屬于介孔材料。此外,通過BET法計算MMSN-COOH NPs的比表面積為568.80 m2/g,通過BJH計算其孔體積為1.15 cm3/g,孔徑為6.3 nm。與超純水對比,納米載體在808激光的照射下均能夠快速升溫,在3分鐘內,溫度均可升至43℃以上,能達到光熱治療的目的。最后,經過各種條件篩選,最優(yōu)處方所制備的NDP@MMSN-COOH-GC NPs,載藥量為24.6%±1.34%,包封率為33.09%±1.22%。制劑的體外釋放結果表明,NDP@MMSN COOH GC NPs組相比NDP@MMSN COOH NPs一組,具有一定的緩釋作用。此外,體外釋藥實驗還表明在NIR激光的照射下由磁性納米粒子產生的熱量可以加速藥物從制劑中釋放。2、NDP@MMSN-COOH-GC NPs聯(lián)合光熱治療的體外抗腫瘤活性研究。以人肺腺癌A549細胞為模型,進行一系列體外實驗以研究NDP@MMSN-COOH-GC NPs制劑聯(lián)合光熱治療的體外抗腫瘤活性及機制。細胞毒結果表明空白載體對A549細胞無明顯毒性,此外,NDP@MMSNs-COOH-GC NPs聯(lián)合光熱治療后可以更有效抑制腫瘤細胞的增殖;細胞攝取結果表明我們所構建的NDP@MMSNs-COOH-GC NPs載藥系統(tǒng)可以更多的被A549細胞攝取;細胞周期實驗結果表明NDP及其制劑(不)聯(lián)合光熱治療和單獨的光熱治療均能將A549細胞阻滯在S期,誘導細胞凋亡;細胞凋亡實驗結果表明最終治療組NDP@MMSNs-COOH-GC NPs+NIR laser的總凋亡率最高,遠高于其他任何實驗組,誘導了更多A549細胞的凋亡。上述結果說明NDP@MMSNs-COOH-GC NPs聯(lián)合光熱治療可以有效的抑制腫瘤細胞的增殖,具有顯著的體外抗腫瘤活性。3、NDP@MMSN-COOH-GC NPs聯(lián)合光熱治療的體內抗腫瘤活性研究。以荷S180瘤的KM雌性小鼠為動物模型,進行一系列體內實驗以研究NDP@MMSN-COOH-GC NPs制劑聯(lián)合光熱治療的體內抗腫瘤效果。小動物活體成像結果顯示,IR783@MMSN-COOH-GC NPs(腫瘤部位綁有磁鐵)可以將藥物有效靶向至腫瘤部位,24 h后腫瘤組織仍然有較強的熒光信號,證明了載體的靶向性。體內藥效學結果顯示NDP@MMSN-COOH-GC NPs+MT+NIR laser組有最好的治療效果,抑瘤效果最佳。此外,有結果顯示,相比奈達鉑原料藥組,其他各實驗組小鼠的體重均未出現(xiàn)明顯的下降趨勢,說明制劑和載體均有較高的生物安全性。HE染色結果表明各組的心肝脾肺腎并未有明顯的病理學改變,再次說明了制劑的安全性。但是腫瘤組織HE染色結果表明NDP@MMSN-COOH-GC NPs+MT+NIR laser組腫瘤細胞出現(xiàn)大部分凋亡壞死的現(xiàn)象,比其余幾組更加明顯。綜合以上實驗結果,證明本課題所制備的NDP@MMSN-COOH-GC NPs聯(lián)合光熱治療能夠有效抑制腫瘤增殖,且生物安全性良好。
【圖文】：

圖 1.1 NDP@MSN COOH-GC NPs的制備及作用原理示意圖Figure 1.1 The preparation and schematic illustration of nedaplatin-rboxyl-functionalized magnetic mesoporous silica@galactosylated chitosan nanoparticles(NDP@MSN COOH-GC NPs)

圖 2.1 納米載體的紅外光譜圖： (a) Fe3O4nanoparticles, (b) MMSNs, (c) MMSN-NH2NPs,(d) MMSN COOH NPs and (e) MMSN COOH-GC NPs.Figure 2.1 FT-IR spectra of (a) Fe3O4nanoparticles, (b) MMSNs, (c) MMSN-NH2NPs, (d)MMSN COOH NPs and (e) MMSN COOH-GC NPs.3.1.2 納米載體的掃描電鏡圖和透射電鏡圖如圖 2.2 中 a 和 d 所示，F(xiàn)e3O4磁核分散較為均一，其粒徑約為 15 nm 左右[67, 79]，而在 Fe3O4磁核包覆介孔二氧化硅之后，粒徑明顯增大，增大到 100 nm左右[66, 73]，可以看出稍微有些團聚，粒徑并不十分均一，這是由于包覆介孔二氧化硅之后粒子表面的靜電荷降低所致（如圖 b 和圖 e），，而在圖 c 和 f 中，磁性介孔二氧化硅的表面明顯有一層物質存在，粒徑略有增加，說明 GC 成功包覆在了磁性介孔二氧化硅的表面。又因為 MMSN-COOH NPs 帶負電，可能有利于帶正電的 GC 的包覆，所以表面仍然相對光滑[80]。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R943

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本文編號：2677466