磁性氧化石墨烯水凝胶的制备及其载药性能的初步研究

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jwh777
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目的:
  化疗药物已广泛用于肿瘤治疗,然而由于采用全身给药存在达到肿瘤部位的药物累积量较低且伴有显著的全身副作用等缺陷限制了其在临床中的应用,而局部化疗则可以减轻全身化疗的毒性,同时可靶肿瘤部位实现化疗药物的持续释放。基于水凝胶具有载药与持续释放的特性,近年来成为研究热点。本研究拟采用一种以氧化石墨烯(GO)为骨架制备的新型水凝胶-磁性氧化石墨烯水凝胶(PEG-Fe3O4-GO水凝胶),并对其作为药物载体,对抗肿瘤药物顺铂(CDDP)和蜂毒肽(MEL)的载药性能进行了初步研究,为寻求合适的抗肿瘤药物体内控制释放方案提供了新的思路。
  方法:
  1.制备磁性氧化石墨烯水凝胶载药体系:首先通过高温马弗炉制备出GO水凝胶,继而超声结合Fe3O4及进行PEG修饰,通过含水量检测及PEG修饰前后水溶性变化观察,以及扫描电子显微镜(SEM),磁滞回归测试(VSM),能谱分析(ESD),红外光谱(FTIR)测试4种表征方式,验证磁性氧化石墨烯水凝胶是否成功制备。
  2.PEG-Fe3O4-GO水凝胶对顺铂(CDDP)的负载与缓释实验研究:通过紫外分光光度计在特征波长705nm处对CDDP定量检测,进行CDDP标准曲线的建立,继而进行相应条件下CDDP的负载与缓释实验。
  3.PEG-Fe3O4-GO水凝胶对蜂毒肽(MEL)的负载与缓释实验研究:通过荧光分光光度计(λex280nm,λem350nm)对MEL定量检测,进行MEL标准曲线的建立,继而进行相应条件下MEL的负载与缓释实验。
  结果:
  1.水凝胶含水量检测结果显示不同质量的GO水凝胶含水量均在95%以上。VSM,ESD,FTIR3种表征结果显示,Fe3O4已成功修饰到GO水凝胶内,PEG修饰后,Fe3O4-GO水凝胶水溶性变化明显。SEM表征显示,所制备的PEG-Fe3O4-GO水凝胶具有丰富的孔径结构,因此可以确认Fe3O4及PEG已成功修饰到GO水凝胶中,即已成功制备磁性氧化石墨烯水凝胶。
  2.PEG-Fe3O4-GO水凝胶对顺铂负载与缓释的研究得出CDDP在PEG-Fe3O4-GO水凝胶中避光超声60min进行载药后的载药量为37.2μg/mg。而缓释实验结果表明在T37℃,pH7.4的生理盐水条件下缓释16h后,缓释率为4.5%,在48h时已无明显缓释迹象,CDDP未能继续释放。
  3.PEG-Fe3O4-GO水凝胶对蜂毒肽负载与缓释的研究得出MEL在PEG-Fe3O4-GO水凝胶上的载药量为79.3μg/mg。而缓释实验在环境T37℃,pH7.4的PBS缓冲液条件下未能实现缓释效果,根据缓释后缓释液中物质的荧光检测,排除了MEL因为分解为其它物质而导致未能检测到特征波长,故判断其为结合牢固,未能释放。
  结论:
  在这种新研制的载药体系中,聚乙二醇(PEG)修饰GO后,对于CDDP及MEL起到了保护作用,PEG-Fe3O4-GO水凝胶体系中含有纳米Fe3O4,因此具有良好的磁响应性能,后续在外加磁场的作用下能够实现药物的可控释放。同时,PEG-Fe3O4-GO水凝胶的骨架由石墨烯自组装而成,不仅性质及结构稳定,而且对药物负载能力强,最终有利于药物负载。但是根据CDDP和MEL两种药物的缓释实验结果来看,两种药物均未能获得良好的缓释效果,在排除了两种药物在缓释条件下分解的情况,考虑是与制备的PEG-Fe3O4-GO水凝胶结合牢固,不宜释放,后续研究可以继续改善缓释条件,从而达到负载和缓释效果俱佳的目的。进一步研究亦可将制备的PEG-Fe3O4-GO/MEL水凝胶和PEG-Fe3O4-GO/CDDP水凝胶直接作用于肿瘤细胞或者肿瘤造模小鼠体内,观察药物作用效果,这为抗肿瘤药物体内应用提供了新的研究思路。
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