低氧响应纳米载体给药系统的制备与性能研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dingmx2008
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肿瘤复杂的微环境为开发纳米药物载体提供了重要的思路,利用肿瘤核心区域缺氧的特性,低氧响应性聚合物最近被用于开发智能纳米药物载体,用于可控和低氧触发的靶向药物递送和控制释放。低氧响应纳米载体给药系统可响应肿瘤组织与正常组织在氧含量上的巨大差异,在生理条件下能够保持良好的稳定性,而在肿瘤低氧环境中纳米载体会解体,从而特异性快速释放装载的药物,达到提高肿瘤部位的药物浓度、增强药物的抗肿瘤效果并降低毒副反应的目的。硝基咪唑类化合物中疏水的硝基在低氧条件下可转化为亲水性的氨基,这个过程具有高度低氧敏感性,因而硝基咪唑类化合物被广泛用做低氧响应基元来构建低氧响应纳米药物载体。本文设计合成了三种含硝基咪唑类基团的两亲性聚合物,并以此构建了低氧响应的纳米胶束给药系统,分别对它们的结构和性能进行了表征,考察了胶束低氧响应的药物释放性能,以期为低氧响应型纳米药物载体的开发提供新的思路和实验基础。主要内容如下:(1)黏膜粘附性低氧响应的阳离子型聚合物胶束的制备与性能将低氧响应性的6-(2-硝基咪唑)己酸(NIHA)接枝改性具有优良黏膜粘附性的阳离子聚合物壳聚糖(CS)和ε-聚赖氨酸(EPL),合成了不同取代度的CS-NID和EPL-NID。用~1H NMR、UV、FT-IR、MS对它们的结构进行了表征。采用超声法制备了低氧响应的CS-NID和EPL-NID胶束,用DLS、Zeta电位、粘蛋白微粒结合法、UV和cck-8等方法评估了胶束的稳定性、黏膜粘附性、低氧响应、细胞毒性和药物释放特性。结果表明CS-NID和EPL-NID的临界胶束浓度(CMC)均低于0.05mg/m L,表明两类聚合物在水中均具有强的胶束化能力。CS-NID和EPL-NID在水中均可自组装形成粒径小于200 nm、高正电荷(Zeta电位>+30 m V)的球形胶束。胶束具有优异的储存稳定性、黏膜粘附性和敏感的低氧响应性。体外细胞毒性结果表明,CS-NID胶束具有优异的生物相容性,浓度高至400μg/m L仍未见细胞活性损失;EPL-NID胶束在浓度低于200μg/m L时具有良好的生物相容性,但在浓度达到400μg/m L时只能保持67%的细胞活性。阿霉素(DOX)通过疏水相互作用被装载进CS-NID胶束内,最大载药率(DLC)可达13.3%,最大包封率(DLE)可达44.3%。体外药物释放研究表明CS-NID胶束具有明显的缺氧响应的药物释放行为。在常氧条件下,DOX最大释放量仅为42%,能有效地装载和输送DOX并防止突释。而在缺氧条件下由于硝基咪唑基团还原成胺基咪唑使得胶束解体,装载的DOX会快速释放,2h内释放量高达65%,24h内释放量超过92%。(2)低氧响应的PEG-b-P(MIs-co-MPC)共聚物的合成及其药物控释应用采用可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)合成了2-(2-甲基-5-硝基-1H-咪唑-1-基)甲基丙烯酸乙酯(MI-MA)与2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)的嵌段共聚PEG-b-P(MIs-co-MPC),其结构用NMR、FT-IR、GPC进行了分析。通过超声法制备了PEG-b-P(MIs-co-MPC)胶束,采用DLS、Zeta电位、TEM和UV进行了评估胶束的尺寸、稳定性和低氧响应性。PEG-b-P(MIs-co-MPC)胶束的粒径小于20 nm,呈现均匀的球形结构,具有优良的储存稳定性和敏感的低氧响应性。以PEG-b-P(MIs-co-MPC)胶束装载DOX研究了其低氧响应的药物控制释放,胶束的载药率(DLE)和载药量(DLC)分别为82.1%和16.4%。载药胶束的药物释放具有低氧和p H依赖性,在低氧和酸性环境中DOX可实现快速释放,最大累积释放量高于61%,而在p H=7.4的常氧条件下的释放量不足40%。
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