众所周知,癌症严重威胁着人类健康,其主要表现为异常细胞的失控生长,并由最初的原发部位向其它健康部位扩散,侵害健康组织器官并引起健康组织器官的衰竭,最后诱发死亡。目前恶性肿瘤的主要治疗方法有:放化疗、手术治疗及光热治疗等。其中化学治疗仍然是临床上最常用的治疗肿瘤的方法。临床上使用的化疗药物多数是常规剂型如注射剂、片剂等,在杀死目标细胞的同时亦杀死大量健康细胞,因此有较大的毒副作用,病人顺应性差,治疗指数低。为了提高抗癌药物用药的安全性,降低抗癌药物对正常组织器官的毒副作用,关键是提高抗癌药物的靶向性。此时就需要构建一种对环境敏感的药物递送系统,在提高药物疗效的同时,减少药物的毒副作用。盐酸阿霉素(DOX)是一种具有广谱抗肿瘤作用的蒽醌类抗生素,但是由于其给药后体内分布没有特异性,导致对健康组织的毒副作用(比如心脏毒性),这些严重的不良反应限制了其临床应用。本课题制备了一种环境敏感型的药物递送系统,用以减少DOX对健康组织的毒副作用。石墨烯,由于其优异的理化性质,自2004年被发现以来就深受科学界厚爱。本课题以石墨烯为初始原料,通过改良的Hummers氧化法,制备出氧化石墨烯(GO),然后用生物相容性的肝素(Hep)对其进行化学修饰,制备出一种新的纳米药物载体(GO-ADH-Hep),并对该载体进行了一系列表征。原子力显微镜(AFM)显示出GO和GO-ADH-Hep均为片层结构,GO的厚度大约]nm,而GO-ADH-Hep的厚度约3nm,其厚度的增加表明GO被肝素成功修饰;另外又采用了拉曼、紫外、红外、核磁共振氢谱及元素分析等手段对其进行表征,均证明了 GO-ADH-Hep的成功合成;热重分析结果表明肝素的修饰量约为25%;溶血实验表明该载体材料具有较好的血液相容性。此外,本课题还证实了 GO-ADH-Hep具有光热转换效应,是一种潜在的光热治疗试剂。避光条件下,通过简单物理混合的方式包载盐酸阿霉素(DOX),制备的载药纳米复合物(GO-ADH-Hep/DOX)载药量高达64%,且其载药过程与pH及药质比有关,pH为5.0时载药量低,当pH达到7.0时,载药量达到64%。药质比2:1时的载药量显著高于药质比1:1及]:2时的载药量。此外,该载药纳米复合物具有荧光猝灭效应,当DOX被包载到GO-ADH-Hep上时,其荧光强度大大减弱。在体外释放实验中,该载药纳米复合物表现出pH敏感的释药特性,在pH5.0时,释放较快;而在pH7.4时,释放十分缓慢。和游离DOX药物组相比,在两种pH环境下,载药纳米复合物组的药物释放均比较缓慢。因此,该载药纳米复合物既具有pH敏感性又具有缓释效应,进而可以减少药物损失,提高药物疗效。由于DOX是一种广谱抗肿瘤药物,对多种癌细胞都具有杀伤作用,所以,本课题选用人乳腺癌细胞(MCF-7)和肝癌细胞(HepG2)两种模型细胞,考察该载药纳米复合物的体外抗肿瘤效果。实验结果表明:1.该载体材料无细胞毒性,体外安全性较好;2.两组的细胞生长抑制率均表现出时间依赖型和浓度依赖型行为,和游离DOX溶液组相比,相同浓度的DOX,载药纳米复合物组的细胞生长抑制率均低于游离药物组。由于DOX和GO-ADH-Hep之间较强的相互作用,使药物释放十分缓慢,在相同的孵育时间内,游离药物组的细胞生长抑制率更高。另外,本课题采用细胞摄取实验来进一步考察游离药物及载药纳米复合物的体外摄取情况。其结果表明:载药纳米复合物的细胞摄取效率更高,荧光强度更大。通过查阅文献得知:游离DOX组可能主要是通过效率较低的被动扩散方式被细胞摄取,而载药纳米复合物组则可能是通过效率较高的大分子内吞方式在体外被细胞摄取。体内实验过程中,本课题首先建立了荧光分光光度法测定DOX在血浆样品和组织样品中含量的分析方法。大鼠药动学实验结果显示:和游离DOX组相比,本课题所制备的载药纳米复合物(GO-ADH-Hep/DOX)的药峰浓度、平均滞留时间、半衰期及药时曲线下面积均比DOX溶液组有不同程度的提高,而清除率有所下降。小鼠的组织分布实验结果显示:载药纳米复合物组成功改变了药物DOX在小鼠体内的分布,使其主要聚集在肝脏和脾脏中,进而减弱了对其他组织器官的毒副作用,改善了其体内安全性,具有潜在的临床应用价值。本课题首次用肝素修饰GO,显著地改善了 GO的体内外安全性,并以此作为抗肿瘤药物DOX的载体,成功实现了 pH敏感性释药及缓释效果;体内外实验均显示该载药纳米复合物具有长循环作用及pH敏感的靶向作用,改变了药物DOX的体内行为,提高治疗效果,降低毒副作用,具有潜在的临床应用价值。