【摘 要】
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金属纳米粒子的绿色合成是纳米技术的一个新兴领域。本研究使用绿色化学方法从蓖麻和库拉索芦荟中合成银纳米粒子(SNP),并评估它们作为治疗烧伤药品的潜力。由于水凝胶药物递送系统在疾病治疗中具有独特作用,为药物递送提供巨大帮助。研究基于壳聚糖的热敏性开发了可注射水凝胶,有效递送合成的SNP到烧伤部位,加快伤口愈合。此外,水凝胶递送药物在癌症治疗中具有重要作用,将新型抗癌药物双硫仑(DSF)加入基于壳聚糖
【基金项目】
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National Key R&D Program (2016YFD0500800); Shanxi “1331 Project” (20211331-13); "131" Leading Talent Project for Colleges and Universities of Shanxi Province;
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金属纳米粒子的绿色合成是纳米技术的一个新兴领域。本研究使用绿色化学方法从蓖麻和库拉索芦荟中合成银纳米粒子(SNP),并评估它们作为治疗烧伤药品的潜力。由于水凝胶药物递送系统在疾病治疗中具有独特作用,为药物递送提供巨大帮助。研究基于壳聚糖的热敏性开发了可注射水凝胶,有效递送合成的SNP到烧伤部位,加快伤口愈合。此外,水凝胶递送药物在癌症治疗中具有重要作用,将新型抗癌药物双硫仑(DSF)加入基于壳聚糖的热敏性可注射水凝胶中,以实现高效地、持续地递送DSF到癌细胞内而不产生毒副作用,同时不影响相邻健康细胞功能。第一部分研究中,选用蓖麻和库拉索芦荟植物合成SNP,因为它们具有良好的治疗作用。SNP由Rc SNP和Ab SNP组成,分别是从蓖麻和库拉索芦荟中提取。采用绿色化学方法,并通过紫外可见光谱、动态光散射(DLS)、Zeta电位、傅里叶变换红外(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC),研究了它们的抗菌、抗炎、抗氧化、抗酪氨酸酶、还原能力和细胞毒力,同时评估了这些SNP的治疗效果。第二部分研究中,开发了基于热敏壳聚糖的可注射水凝胶,该凝胶与SNP结合后,具有了机械和流变学特性、SEM、TGA和DSC的特点。通过H&E和曼森三色染色,发现合成的水凝胶能抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌增殖,同时促进大鼠模型体内伤口愈合。第三部分研究中,开发了一种基于热敏壳聚糖的与DSF结合的可注射水凝胶,它作为有效的抗癌药物载体。通过流变学和机械性能以及SEM、DSC和TGA等方法来表征这种水凝胶特征。并通过MTT测定法在体外评估了制备的水凝胶对人HCC细胞(SMMC-7721)的细胞毒力,通过共聚焦显微镜和流式细胞术评估其被细胞摄入量。1.紫外-可见光谱结果证实SNPs成功被合成和优化。DLS、Zeta电位、FTIR、SEM、TEM、TGA和DSC进一步证实SNP为稳定的球形,其Rc SNP和Ab SNP的平均流体动力学直径为93.65±1.55 nm和126.09±0.130 nm,PDI:0.287±0.002和0分别为0.019。Rc SNP和Ab SNP对代表性细菌(大肠杆菌、伤寒沙门氏菌),真菌(白色念珠菌、黑曲霉)菌株表现出显著的抗菌活性(P<0.05)。与对照相比,这些SNP还显示出显著的抗炎、抗氧化、抗酪氨酸酶、还原能力。此外,SNP在24和48小时后对B16F10和Hep G2细胞系表现出显著的浓度依赖性的细胞毒力。2.热敏壳聚糖基可注射水凝胶制剂表现出优异的流变学和机械性能,SEM电镜照片显示,它具有网状多孔结构。TGA和DSC热像图所示,其在很宽的温度范围内具有良好的稳定性。与对照组相比,开发的水凝胶在烧伤大鼠模型中对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有显着的体外抗菌活性和体内伤口愈合活性。H&E和曼森三色染色证实,伤口在21天内愈合,并伴随烧伤皮肤颜色改变,胶原蛋白和成纤维细胞增加,坏死减少,即使在受伤后第7天也具有作用。3.载有DSF的壳聚糖基热敏可注射水凝胶被进一步优化,同时证实具有水凝胶的流变学和机械性特性。开发的水凝胶通过SEM、TGA和DSC等方法,显示出致密的多孔网络结构和在很宽的温度范围内的出色稳定性。制备的水凝胶还显示出优异的载药量和包封率,分别为(53.17±1.2)%和(93.21±1.3)%。24和48小时后,水凝胶对SMMC-7721细胞系毒性表现出显著的剂量依赖性。在50μg·m L-1DSF和Ch-DSF中,水凝胶等效浓度在24小时分别显示31%和23%的细胞毒力,48小时后进一步降低。此外,CLMS分析结果表明,载药水凝胶在孵育4小时后可以快速进入细胞。流式细胞术结果与CLSM结果一致,表明载药水凝胶大量进行细胞内。银纳米粒子(SNPs)按照绿色化学方法成功地从R.communs和A.barbadensis合成。这些SNP还表现出出色的治疗作用,证明它们具有生物医学应用潜在价值。这些负载SNP的热敏壳聚糖基可注射水凝胶被成功开发并表现出对烧伤创面的优异的体外抗菌活性和体内伤口愈合活性。同时,载有抗癌药物DSF的热敏壳聚糖基可注射水凝胶也取得了巨大成功。通过CLSM和流式细胞术证实,DSF-HI对SMMC-7721细胞系表现出显著的体外细胞毒力。因此,这些水凝胶可作为治疗烧伤和癌症的潜在疗法。
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