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穿心莲内酯(AG)具有清热解毒、消炎抗菌的功效,临床上主要用于治疗细菌和病毒导致的上呼吸道感染、痢疾等。现代药理研究表明,穿心莲内酯具有抗炎、抗菌、保肝、抗肿瘤、抗病毒等药理活性,被誉为天然抗生素。然而,穿心莲内酯的溶解度差、生物利用度低问题制约了其在临床上的进一步应用。本文采用纳米晶体技术与介孔硅纳米技术相结合的方法,将穿心莲内酯以纳米结晶的形式负载于介孔二氧化硅纳米粒中,以期改善穿心莲内酯的溶出度与口服生物利用度。然而胃肠道的黏液清除是阻碍纳米粒口服吸收的天然屏障,可减少药物在体内有效吸收。研究发现粒径小于500nm的表面PEG化的纳米粒,更容易逃避胃肠道的黏液清除作用。为此,利用介孔二氧化硅的表面易于功能化这一独特的优良性能,将甲氧基聚乙二醇(Methoxy polyethylene glycol,mPEG)修饰于介孔二氧化硅纳米粒上,可增加纳米粒的亲水性和空间位阻,减少与黏液疏水区域的相互作用,使纳米粒能够基于本身的纳米尺寸,尽可能的穿透黏液,增强药物吸收。综上所述,本课题整合运用纳米晶体技术与介孔硅纳米技术拟制备mPEG修饰的肠黏液穿透型穿心莲内酯介孔二氧化硅纳米粒,实现穿心莲内酯以纳米晶体形态负载于介孔二氧化硅的介孔中,改善药物溶出,减少黏液清除,并增强肠道黏膜细胞的摄取,以期解决穿心莲内酯生物利用度低的问题。本实验的主要研究如下:(1)功能化介孔二氧化硅纳米粒的制备与表征采用软模板法成功制备了粒径分布较窄,分散较为稳定的介孔二氧化硅纳米粒子(Mesoporous Silica nanoparticles,MSNs),并运用后嫁接法对其进行-NH2和mPEG化修饰。考察不同比例的mPEG2000-NHS对制备的甲氧基聚乙二醇化介孔二氧化硅(Methoxy Polyethylene Glycol Mesoporous Silica,mPEG-MSNs)粒径大小、分布及Zeta电位的影响。结果显示1:1比例制备的mPEG-MSNs粒径最小,约233nm,PDI最小,粒径分布较为均一。Zeta电位随着mPEG2000-NHS比例的增加而降低,1:1和1:2比例所制得的mPEG-MSNs带弱正电荷,1:4比例制得的mPEG-MSNs带中性电荷。综合考虑,初步确定MSN-NH2与mPEG2000-NHS的比例为1:1和1:4来制备mPEG-MSNs。使用高分辨率的扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)、红外光谱仪(Infrared spectrum,IR)等对纳米粒进行表征。SEM和TEM结果表明:MSNs呈均一的球状形态,且具有介孔结构,NH2-和mPEG修饰后,没有改变其球状形态和介孔结构。IR结果显示NH2-和mPEG成功的修饰在MSNs上。TG结果显示MSN-NH2中NH2-的接枝率约为8.33%,mPEG-MSNs(1:1)中mPEG的接枝率约为6.59%,mPEG-MSNs(1:4)中mPEG的接枝率约为6.90%,进一步表明NH2-和mPEG成功的修饰在MSNs上。广角XRD与DSC结果显示MSNs、MSN-NH2、mPEG-MSNs均以无定形形式存在。小角XRD结果显示MSNs具有有序的介孔结构,进一步表明NH2-和mPEG的修饰不会影响其介孔结构。(2)介孔二氧化硅纳米粒的黏液穿透性能评价通过黏蛋白与mPEG-MSNs的体外相互作用实验、体外黏液扩散与黏液穿透研究、体内各肠道滞留荧光成像研究评价其黏液穿透性能。黏蛋白与mPEG-MSNs的体外相互作用结果显示:mPEG-MSNs(1:1)的粒径和PDI在0~4h范围内均较小,表明mPEG-MSNs(1:1)与黏蛋白相互作用最小,确定MSN-NH2与mPEG2000-NHS比例为1:1来制备mPEG-MSNs。黏液扩散结果显示MSN-NH2的Papp值为15911.5×10-6,mPEG-MSNs的Papp值为40672.7×10-6,表明对比MSN-NH2,mPEG-MSNs在黏液中的渗透能力更强,体外黏液穿透评价也表明mPEG-MSNs可穿透黏液层。体内各肠道滞留荧光成像研究实验表明mPEG-MSNs均匀分布在三个肠段的黏膜表面,可穿透黏液层进入细胞。(3)负载穿心莲内酯纳米结晶的介孔二氧化硅纳米粒的制备与理化特征通过溶剂挥发法制备了载穿心莲内酯介孔二氧化硅(Andrographolide loaded mesoporous silica,AG-MSNs),载药量评价结果显示AG-MSNs的最佳制备工艺为:水浴条件下温度为60℃,AG浓度为20mg/m L,穿心莲内酯与MSNs比例为1:0.5,搅拌时间为2小时,纳米粒干燥方式为真空干燥。SEM、TEM结果表明mPEG-MSNs和载穿心莲内酯甲氧基聚乙二醇化介孔二氧化硅(Andrographolide loaded with polyethylene glycol mesoporous silica,AG-mPEG-MSNs)均呈均一的球状,表面粗糙,载药后没有改变介孔二氧化硅的形态。IR结果显示AG与载体之间没有发生化学反应。DSC和PXRD结果表明药物可能以纳米晶体状态存在,但晶体特征并未改变。BET分析表明穿心莲内酯成功被负载到mPEG-MSNs纳米孔道结构中。体外释放度结果表明,胃肠道酸碱p H值对AG-mPEG-MSNs的释放没有影响。(4)AG-mPEG-MSNs的体外细胞毒性与抗炎活性评价采用Cell Counting Kit-8法评价了mPEG-MSNs、MSN-NH2的细胞毒性,随着mPEG-MSNs、MSN-NH2纳米粒浓度的增大,Caco-2、Raw264.7细胞活性无明显变化,基本保持在95%以上,表明其细胞毒性小,安全性好。可视化评价实验结果表明MSN-NH2与mPEG-MSNs可以被Caco-2细胞摄取,mPEG-MSNs比MSN-NH2细胞摄取的相对更多。体外抗炎作用实验表明AG-mPEG-MSNs能够有效抑制LPS诱导RAW246.7细胞的炎症反应,并有效地降低IL-1β、IL-6、TNF-α炎症因子的水平。(5)AG-mPEG-MSNs口服给药大鼠体内药动学与体内抗炎药效学评价研究以健康雄性SD大鼠为模型,格列吡嗪为内标,建立了灵敏度高、专属性强、检测效率高的LC-MS/MS分析方法,通过灌胃给药的方式,考察等剂量给予穿心莲内酯原料药(AG)、AG-mPEG-MSNs后大鼠体内的药动学参数。结果表明,AG-mPEG-MSNs的口服生物利用度约为原料药的2.078倍。表明以纳米晶体技术与介孔二氧化硅技术结合所制备的AG-mPEG-MSNs生物利用度显著提高。体内抗炎实验表明,AG-mPEG-MSNs能够有效抑制由角叉菜胶导致的小鼠足趾肿胀,提高小鼠血清中SOD水平,降低NO、IL-1β和TNF-α水平,具有显著的抗炎作用效果。