脂质修饰氧化石墨烯纳米复合材料的制备及其在药物传递中的应用

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目前,癌症已成为威胁人类公共健康的世界性难题,传统的治疗方法存在许多的缺点,为克服这些缺点,寻找一种更为智能、安全的癌症治疗方法是十分必要的。近年来,纳米载体靶向递送抗肿瘤药物在肿瘤的治疗方面受到了广泛关注。氧化石墨烯(GO)具有优良的生物相容性、强亲水性、高比表面积,且表面富含各种活性基团,易于进行共价修饰或非共价修饰,因而氧化石墨烯在生物医学领域有着很大的应用潜力。但是未经修饰的氧化石墨烯在生理条件下易团聚,这使其应用受到了一定限制,因而需要对氧化石墨烯表面进行修饰和改性,以改善在生理条件下的稳定性和分散性。此外利用光敏剂如磁性粒子、金、银纳米粒对氧化石墨烯进行修饰,可以赋予其优良的光热性能,光化疗结合治疗癌症。脂质体作为一种载体材料,具有类细胞膜结构,具有高生物相容性、低免疫原性、能保护药物或者活性基团、延长药物半衰期、增效减毒等一系列优势,也使其在药物载体应用方面备受关注。已有研究表明,模仿生物膜的组成和结构,采用磷脂对纳米材料进行修饰,能够增加无机材料(如氧化铁、二氧化硅、金纳米粒)的相容性及稳定性,而磷脂对氧化石墨烯的修饰改性目前暂无文献报道。如能在氧化石墨烯表面引入磷脂,利用磷脂的屏障作用隔绝氧化石墨烯层与层之间由于π-π键作用引起的无序堆叠,极有可能得到具有良好溶液稳定性及生物相容性的改性材料。本研究以氧化石墨烯为基体材料,对氧化石墨烯进行了功能化修饰,制备了多种氧化石墨烯基纳米复合材料,并利用FTIR、AFM、TEM等手段对其进行表征,同时对纳米材料进行了体内外评价。具体研究结果如下:(1)以GO为基体材料,利用磁性粒子、金银纳米粒对GO进行修饰,并通过脂质体对GO、磁性氧化石墨烯(mGO)、氧化石墨烯-银(GO-Ag)和氧化石墨烯-金(GO-Au)进行功能化修饰。采用FTIR、AFM、XRD、TEM对制得的复合材料进行表征,结果显示GO-Lipo、mGO-Lipo、GO-Ag-Lipo和GO-Au-Lipo已经成功制备。体外稳定性实验表明,四者在生理条件下均具有良好的稳定性,且降低了材料的非特异性蛋白吸附。药物负载及释药研究显示,这几种复合材料对阿霉素(DOX)都具有很高的负载作用,药物的释放具有明显的pH依赖性,酸性条件下释放速率加快,累计释放量增加,有助于癌症的治疗。细胞摄取结果显示,四种复合物易被肿瘤细胞内化吞噬,在肿瘤细胞内分布均匀,且主要定位于胞质部位。细胞MTT结果表明,纯载体材料生物相容性好,无明显细胞毒性,而负载DOX后可对肿瘤细胞造成明显杀伤。(2)所制得的mGO-Lipo是一种超顺磁性材料,可以在外加磁场的作用下,靶向肿瘤细胞。掺杂光敏剂的GO-Ag-Lipo和GO-Au-Lipo具有极佳的光热效应,体外近红外光(NIR)照射下,在较低浓度(50μg/mL)时,温度均可升到50℃以上。体外细胞结果表明,在NIR作用下,GO-Ag-Lipo和GO-Au-Lipo可以杀伤肿瘤细胞,此外光化疗协同具有比化疗或光热单独使用更佳的治疗效果。小鼠体内结果表明,尾静脉注射这两种纳米材料后,可以通过被动靶向实现在肿瘤部位的蓄积,NIR照射下,肿瘤区域温度显著升高,实现了对肿瘤的光热消融。
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