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位于人体胃肠道表面的粘液层是一种粘弹性凝胶层,它能够有效的捕获和移除病原体等外来颗粒,但也限制了药物递送系统的有效扩散和吸收。目前研究较多的粘膜粘附纳米颗粒虽然能够延长其在胃肠道的滞留和释放时间,但是由于胃肠道内粘液层的不断更新,很大程度限制了纳米载药体系的递送效果。因此提高纳米颗粒的粘液穿透能力可以避免药物被快速清除,实现纳米载体的有效递送。目前快速发展的纳米技术通过对纳米载体的理化性质的不断创新以克服这种生理障碍。事实上,大多数在粘液中具有高迁移率的细菌具有棒状形状,说明形状可能会影响颗粒的粘液穿透能力。本文以生物可降解材料乳清蛋白为原料,构建了具有不同形状和粒径的四种纳米颗粒,利用Transwell渗透扩散和MPT(Muptiple Particle Tracking)法两种技术考察了不同纳米颗粒在肠粘液层中的扩散速率。利用Caco-2/E12共培养细胞模型考察不同纳米颗粒的细胞摄取和跨膜运输能力。同时利用该模型研究纳米颗粒在粘液层中的行为以及它所介导的细胞内化机制和打开紧密连接的能力。论文的研究内容如下:1.探究不同纳米颗粒在肠粘液层中的渗透能力。制备了四种具有不同粒径和形状的乳清蛋白纳米颗粒,分别是NS(30nm),BNS(300nm),LNT(20 × 800 nm)和 SNT(20 × 200 nm),它们的电势均为-20 mV 左右。利用Transwell小室扩散法和MPT法两种方法证明了粒径和形状对纳米颗粒穿透肠粘液层有影响,四种纳米颗粒在肠粘液中的扩散速率顺序为:BNS<LNT<NS<SNT。同时扩散速率更快的纳米颗粒SNT在肠粘液层中具有更深层次的分布,可见粒径较小的管状纳米颗粒具有潜在的穿透肠粘液层的能力。2.成功构建了 Caco-2/E12共培养模型,探究不同纳米载体的跨膜运输能力。结果表明,四种纳米颗粒在共培养细胞上的毒副作用很低,说明乳清蛋白纳米颗粒具有良好的生物相容性。用NAC清除共培养细胞上的粘液层后,四种载体在细胞水平上的摄取和转运能力均有所提高。说明粘液层确实是纳米颗粒吸收的屏障。与BNS和LNT相比,SNT和NS在体外共培养细胞水平上表现出与上皮细胞很好的亲和力,从而提高了细胞内吞量并增强了其跨膜转运能力。说明粒径和形状对颗粒的细胞摄取和跨膜转运能力有影响,其中,粒径更小的SNT表现出最佳的细胞摄取和跨膜转运能力。同时,与球状的纳米颗粒(NS和BNS)相比,管状的纳米颗粒(SNT和LNT)能够瞬时可逆的打开细胞紧密连接。上述研究结果为实现纳米药物的有效递送提供了理论基础。