基于生物大分子的双药物控释系统的制备及应用

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癌症的治疗仍是当今世界所面临的难题。在过去的几十年里,药物控释系统已被广泛用于癌症化疗。传统的单药物控释系统在临床治疗中往往存在疗效不足的问题,因此亟需开发各种双药物控释系统来提高疗效。天然多糖类生物大分子具有许多物理和化学特性,可用于构建刺激响应性的药物控释系统,使其在肿瘤部位实现药物的精准释放。因此,本论文选取天然多糖类生物大分子作为药物载体,开发出不同刺激响应性的双药物控释系统。为了提高化疗的疗效,并缓解结直肠癌带来的疼痛,我们提出了一种双药物控释系统。在这个系统中,负载抗癌药物甲氨蝶呤(MTX)的碳酸钙(Ca CO3/MTX)和镇痛药物阿司匹林(Asp)被共同包裹在由海藻酸钠(Alg)和羧甲基纤维素钠(CMC)通过Ca2+交联而形成的水凝胶中。该水凝胶可以保护抗癌药物MTX不被胃和小肠吸收,从而确保其在结直肠部位的疗效。更重要的是,该双药物控释系统可以实现双重p H响应性给药。由于人体小肠和结直肠的p H不同,Asp和MTX可分别在这两个器官中实现对环境p H的双响应递送。开发了一种基于氧化海藻酸钠(Ox Alg)和羧甲基壳聚糖(CMCS)水凝胶的智能双药物控释系统。该系统可用于MTX和柚皮苷(Nar)的双响应递送,以有效治疗骨肉瘤。首先通过π-π堆积和氢键作用将Nar加载到氧化石墨烯(GO)上,然后将负载Nar的GO(GO/Nar)与MTX共同包封于由Ox Alg和CMCS通过席夫碱反应形成的水凝胶中。Ox Alg和CMCS之间的酰腙键(–N=C–)在酸性环境中容易发生水解,进而加速了两种药物的释放;同时,该双药物控释系统中的GO是一种出色的光热剂,在近红外光(NIR)照射下产生的热可以导致骨肉瘤细胞的消融。在化疗-光热协同治疗模式下,该双药物控释系统对骨肉瘤的疗效明显提高,这一点可以通过细胞毒性实验得到了证实。为了提高骨肉瘤的治疗效果,我们制备了一种多刺激响应型双药物控释系统。在该系统中,我们将药物MTX装载在介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs)中。为了避免MTX的过早释放,我们引入具有良好光热转换能力,同时对p H高度敏感的聚多巴胺(PDA)来封堵MSNs的孔道,得到MTX/MSNs@PDA并将其嵌入到GO纳米片层中,得到MTX/MSNs@PDA@GO。然后,将MTX/MSNs@PDA@GO和Nar共同包封于由CMC的羧基(–COOH)与胱胺(Cys)的氨基(–NH2)发生酰胺化反应而形成的水凝胶中。MTX和Nar两种药物可在肿瘤的微酸性环境、高浓度谷胱甘肽(GSH)以及NIR照射的条件下实现释放,从而达到双药物控制释放的目的。
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