介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs)具有许多优异的特性,如良好的生物相容性,刚性,化学稳定性,光学透明性,高比表面积,均一和可调孔径大小,表面可控官能化和抗微生物等。此外,介孔硅在外部环境改变的过程(如pH,或者刺激响应)不会有肿胀或孔径的变化,从而保护其负载的药物不受酶促降解或变质。不仅如此,MSNs极易功能化,可以在介孔硅合成后接枝各种有机官能团,如硫醇,胺,羧酸,烷氧基,芳族基团,也可以通过共缩合(直接合成)改性溶胶-凝胶方法接枝上述基团,制备出有机-无机混合材料。因此介孔硅可以作为有前途的纳米载体和作为靶向药物控释体系的理想支架应用于“智能”癌症疗法。海洋生物贻贝通过其足腺分泌的具有超强黏附性能的蛋白,可在海水等潮湿环境中牢固黏附在各种材料的表面。受此黏附蛋白的启发,研究发现,聚多巴胺具有类似于贻贝黏附蛋白的结构和超强黏附性能。在碱性条件下,多巴胺可在各种材料的表面迅速成膜,其中含有大量亲水的羟基和氨基官能团,可提高材料表面的亲水性和化学多功能性;聚多巴胺可作为中间层,在基底材料表面强力结合功能分子。由于聚多巴胺的形成过程简单且不需要有机溶剂,近年来常被应用于材料的表面改性。此外,聚多巴胺由于能有效对细胞进行黏附,同时无细胞毒性,在生物材料中也有较多的应用。本文将生物相容性好的多巴胺衍生物和刺激响应性开关引入到介孔硅中,得到了不同类型响应性的介孔硅载药体系。具体研究结果如下:(1)单宁酸修饰MCM-41型pH响应性的介孔硅药物输送系统的研究由于单宁酸具有超大空间位阻,并含有大量儿茶酚基团,关于单宁酸在介孔硅载药上的报道很少,本部分制备了一种以单宁酸做为“gatekeeper”的pH响应性介孔硅药物输送体系。即在修饰苯硼酸了的介孔硅载入药物后加入单宁酸形成pH响应的苯硼酸酯,使该体系能够在低pH环境下将药物释放出来,达到控释的目标。另外体外细胞实验结果表明,单宁酸-介孔硅载药体系具有良好的细胞相容性,非洲绿猴胚胎肾上皮细胞(Marc-145 cell)用于证明单宁酸的细胞相容性。最后,用激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)研究了盐酸阿霉素单宁酸-介孔硅载药体系在人宫颈癌细胞(Hela)中的细胞内吞行为。这一方法可为制备介孔硅药物输送体系提供一种新途径。(2)酶响应性仿生涂层修饰MCM-41型介孔硅药物输送系统的研究含肽键的酶响应性功能单元在生物可降解材料和脂质体药物输送体系中得到广泛应用,然后在介孔硅药物输送体系的报道很少。本文报道了利用一种含肽键的儿茶酚小分子在碱性溶液中制备酶响应介孔硅药物输送体系。即利用合成的一种含儿茶酚的化合物赖氨酸-多巴胺,将赖氨酸-多巴胺、罗丹明或盐酸阿霉素溶解于Tris 8.5的缓冲溶液中,利用赖氨酸-多巴胺的自聚合特性,在MCM-41型介孔硅表面形成聚赖氨酸多巴胺包覆层,得到可控制释放的药物输送体系。研究显示聚赖氨酸-多巴胺-介孔硅体系具有很好的胃蛋白酶响应性,完全能够达到药物控释的目的;另外,赖氨酸-多巴胺膜具有很好的细胞相容性,以及聚赖氨酸-多巴胺-介孔硅药物释放系统对肿瘤细胞Hela的具有一定的抑制率;而且测试结果表明,DOX@PLDA-MSNs是通过内吞作用机制将药物释放。(3)双重响应性贻贝仿生涂层修饰MCM-41型介孔硅药物输送系统的研究众所周知,已经报道的介孔硅药物输送体系的制备至少需要3步,偶联剂修饰介孔硅,接枝响应性开关,最后引入“gatekeeper”,而每一步反应的化合物滞留在介孔硅内都有可能危害人体健康。因此设计一种一锅法制备介孔硅药物输送体系具有很大的市场应用潜力。本章报道了一锅法制备酶-氧化还原的双重响应性仿生涂层用于MCM-41型介孔硅药物控释系统。首先通过酰胺化合成含儿茶酚的化合物胱氨酸-多巴胺,利用胱氨酸-多巴胺的自聚合特性,在MCM-41型介孔硅表面形成一层聚胱氨酸-多巴胺包覆涂层,制得聚胱氨酸-多巴胺修饰MCM-41型介孔硅的药物控释输送体系。对聚赖氨酸-多巴胺-介孔硅体系的体外释放测试显示该体系具有很好的氧化还原响应和胃蛋白酶响应,达到多重响应性药物控释体系的设计目标。此外,体外细胞实验验证了聚胱氨酸-多巴胺膜具有良好的细胞相容性,以及优秀的肿瘤细胞Hela的抑制率;激光共聚焦结果证明释放出药物。上述结果表明,polyCy-DA-MSNs有潜力用作构建氧化还原-酶响应受控的药物递送系统,用于癌症和胃部药物缓释治疗。(4)聚胱氨酸-多巴胺双重响应性的贻贝仿生涂层修饰SBA-15型介孔硅药物释放系统的研究聚多巴胺由于能在不同的材料表面进行改性,使其在表面改性方面得到广泛的应用。本章为证明合成的据胱氨酸-多巴胺具有同样的性能,制备了基于SBA-15型介孔硅药物输送体系,以及在玻璃上制备了贻贝仿生涂层。TEM-EDS、XRD、BET等测试证明,聚赖氨酸-多巴胺成功的包覆在介孔硅上。体外释放结果表明,聚赖氨酸-多巴胺-介孔硅体系具有很好的氧化还原响应和胃蛋白酶响应。另外玻璃上的涂层的模拟释放结果更为直观的验证了涂层的双重响应性,同时水接触角实验表明聚胱氨酸-多巴胺具有表面改性的作用。上述结果表明:聚胱氨酸-多巴胺不仅可以应用于制备双重响应性药物释放体系,同时还可以作为一种双重响应的贻贝仿生涂层应用于表面改性领域。