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纳米材料的研究目前成为生物医学研究的热点,纳米载体具有高效、稳定、特异性强等优点,可透过细胞膜和血脑屏障,能更好的向靶组织输送药物。构建纳米给药载体系统可以降低化疗药物的毒性,并增加其对靶组织的选择性以提高抗肿瘤活性。
富勒烯(fullerene,C60)是一种特殊的纳米材料,由于其独特的物理化学和生物学特性,自发现之日起,就引起了人们的广泛关注。但富勒烯难溶于水,这大大限制了其在生物医学中的应用,因此,改善富勒烯的水溶性是进行药物载体深入研究的首要问题。C60经光激发后会产生大量的单线态氧,对肿瘤细胞有明显的抑制作用,可以作为光敏剂在光动力治疗中应用,因此利用C60的光敏特性,通过激光照射对肿瘤细胞进行光动力治疗。肿瘤细胞由于缺氧和糖酵解增强等原因而使其外环境中的氢离子增多,从而导致细胞内环境的pH低于正常细胞。因此,构建一种在肿瘤环境下释放药物,正常生理pH条件下稳定的药物载体系统具有现实的科学意义。本论文将C60与高效抗肿瘤药物阿霉素(DOX)通过腙键相连,腙键在酸性条件下容易发生断裂,使DOX从pH敏感型C60-HBA-DOX纳米靶向给药系统中释放出来,发挥其抑制肿瘤生成的作用。
具体构建过程如下:
首先对C60进行氨基衍生化,得到C60-NH2产物;然后对羧基苯肼(HBA)通过碳化二亚胺活化偶合反应共价连接到上述的C60-NH2产物上形成肼键修饰的富勒烯(C60-HBA),最后将DOX与C60-HBA通过腙键连接。使用傅里叶红外光谱、透射电镜、紫外全波长扫描和粒径分析仪等仪器对合成的每一步进行表征。结果表明,成功构建了C60-HBA-DOX载药系统,并具有良好的水溶性和粒径分布。
此外考察了C60-HBA-DOX载药系统分别在生理和酸性pH条件下,DOX的释放情况,结果显示,在生理pH值(7.4)的条件下,C60-HBA-DOX比较稳定,而在pH=5.5时,DOX从C60-HBA-DOX载药系统中快速释放出来。
体外抗肿瘤活性实验中,以黑色素瘤细胞(B16-F10)为实验对象,考察C60-HBA-DOX载药系统的体外抗肿瘤活性。结果表明,C60-NH2、C60-HBA在细胞水平上可以认为是无毒的,可以作为良好的药物载体。C60-HBA-DOX载药系统可以被B16-F10细胞有效的摄取,并对该细胞有明显的生长抑制作用,且这种抑制作用具有时间剂量依赖性;此外加入激光照射的光动力治疗组(PDT)对B16-F10细胞的抑制作用更强。
以上结果表明,C60-HBA-DOX载药系统具有明显的pH敏感性而且具有良好的抗肿瘤活性。联合激光照射后,该给药系统对肿瘤的生长抑制作用更为突出,由此说明,PDT与DOX有一定的协同作用。