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研究新型高效的药物控释材料及控释体系,一直是人类探索改善药物释放模式、降低毒副作用、增强吸收和治疗效果的主要途径。海藻酸以其良好的易成凝胶性能、生物相容性、生物黏附性、pH敏感性及体内可降解而备受关注。同时,海藻酸的分子链上含有大量的羧基和羟基,能较容易地经过化学改性或物理改性制备出具有更好的生物相容性及功能化的复合医用材料用于药物的控释。
本论文的创新点包括:
(1)通过离子交联的方法制备出具有海藻酸pH敏感和大豆蛋白免疫功能的结肠靶向复合凝胶微球;
(2)利用海藻酸钠分子上的羧基与共沉淀法制备的Fe3O4纳米粒表面的羟基形成氢键的方法,制备出可以在水溶液中均匀分散的磁流体,可望用于结合药物或蛋白类抗体;
(3)通过钙离子交联的方法把Fe3O4纳米粒子分散在凝胶微球的内部,制备出海藻酸钠的复合材料。
本论文主要内容如下:
1.由海藻酸和大豆分离蛋白共混溶液通过钙离子交联制备的共混凝胶微球及负载盐酸小檗碱的载药微球。通过SEM、FTIR对共混微球的结构和性能进行了表征。通过SEM照片可知当海藻酸和大豆分离蛋白为相同比例时相容性最好,微球的表面具有平滑均一的形貌,FTIR的结果说明各组分之间是由强氢键连接。利用这种微球包裹盐酸小檗碱,并研究了药物经复合微球负载后在人体不同环境下的释放行为。研究发现盐酸小檗碱经复合微球负载后的释放行为与复合微球在不同pH条件下的溶胀行为直接相关,即在pH1.0时溶胀度很小,但在pH6.8和pH7.4条件下溶胀度可达到约2000%,这主要归功于海藻酸组分的pH敏感性。复合凝胶微球不仅可以降低盐酸小檗碱对胃部的刺激用于对溃疡性结肠炎的治疗,同时还继承了大豆蛋白的生理活性。
2.利用一种新的方法将海藻酸钠包覆在Fe3O4纳米粒的表面,通过XRD、TEM、FTIR、TG/DSC以及磁性能测试对其结构和性能进行了表征。Fe3O4纳米粒经过海藻酸的包覆后可以很稳定的在水溶液中进行分散,静置3个月未见有沉降及颜色的变化,磁性能测试结果证实Fe3O4纳米粒经过海藻酸的包覆后在室温下有良好的超顺磁性及较高磁饱和强度可用于生物医学的应用。这种磁流体是利用海藻酸与Fe3O4纳米粒形成氢键以达到其在水溶液中稳定的目的。
3.以Fe3O4纳米粒为磁性内核、有生物相容性的海藻酸钠为囊材,CaCl2为交联剂将磁性纳米粒分散在凝胶微球的内部,制备出了海藻酸/Fe3O4纳米粒磁性微球。对微球里面含有的Fe3O4纳米粒含量进行了测定,并对磁性微球的结构性能进行了表征。发现用20ml的磁流体加入1%(w/v)的海藻酸钠时形貌及磁核含量为最优。制备了负载水飞蓟的海藻酸/Fe3O4磁性微球,这样可以使药物趋向集中于病灶部位,最大限度的降低和改善药物的毒副作用,增强其对肝脏和淋巴系统的靶向疗效,延长半衰期。载药量和包封率分别为12.51%和27.5%,其药物释放曲线与纯的海藻酸钠相比,可以减慢药物释放速率,达到缓释的效果。
这些研究成果为海藻酸改性材料提供了新思路,而且为药物缓控释体系的建立提供了新思路及新途径,伴随着新辅料的推广应用研究、科研水平的不断提高,对海藻酸的研究会更加深入,海藻酸在药用材料方面的应用必将有广阔的市场前景。