不同特性纳米系统应用于内耳给药的体内外摄取与转运机制研究
本文关键词：不同特性纳米系统应用于内耳给药的体内外摄取与转运机制研究，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：感音神经性聋与耳鸣、眩晕被认为是耳科学三大难治性疾病,且发病率呈增加趋势,严重影响着患者的生活质量。通过内耳局部给药对于内耳疾病的治疗较传统的全身给药具有显著优势,但在内耳局部给药中,药物传递系统的粒径、表面化学等性质影响着内耳药物分布,而且递药系统也可能引起耳蜗病变。本文通过对不同特性的纳米载药系统体内外生物相容性与摄取转运机制的研究,系统地比较了不同特性的纳米载药系统在内耳给药的体内外行为,期望能为纳米载药系统在内耳疾病治疗中的应用提供参考与借鉴。以乳酸-羟基乙酸共聚物纳米粒(PLGA NPs)为模型,研究了不同粒径的纳米载药系统应用于内耳给药的体内外摄取与分布行为。体外细胞毒性和摄取实验研究结果表明,粒径分别为100 nm、100~200 nm和200~400 nm的PLGA NPs,对L929均无明显细胞毒性,且都能被细胞摄取,分布于细胞核周围;对其进行定量分析发现中间粒径的摄取量最大,其次是小粒径,再次是大粒径,其细胞摄取率依次为99.5%、97.6%、71.9%。体内组织相容性和分布实验结果显示,不同粒径的PLGA NPs均表现出较好的生物相容性,且能转运至内耳并分布到耳蜗各个组织中,其中中间粒径的纳米粒分布量最大。对中间粒径的PLGA NPs进行不同的表面修饰,制备得到泊洛萨姆407修饰的PLGA NPs(P407-PLGA NPs)、壳聚糖修饰的PLGA NPs(CS-PLGA NPs)和单氧基聚乙二醇修饰的PLGA NPs(mPEG-PLGA NPs),并对未经修饰的和表面修饰的PLGA NPs应用于内耳给药的体内外摄取与分布规律进行了系统地比较。研究发现,未经修饰的和不同表面修饰的PLGA NPs对L929细胞和HEI-OC1细胞均表现出良好的生物相容性,且都能被两种细胞摄取,其中P407-PLGA NPs较其他纳米粒在两种细胞中均有最大摄取率(L929:96.1%;HEI-OC1:91.4%)。体内实验也证明未经修饰的和不同表面修饰的PLGA NPs均具有良好的生物相容性,经局部给药过后均能转运进入耳蜗;且经表面修饰的比未经修饰的PLGA NPs分布量更大,其中P407-PLGA NPs分布量最高。在耳蜗各组织分布结果表明,未经修饰的和表面修饰的PLGA NPs均能转运分布至耳蜗各个组织,并且经表面修饰的PLGA NPs均能进入到内耳外毛细胞中,尤其是P407-PLGA NPs,荧光半定量分析结果表明其在内耳外毛细胞中分布量分别为未经修饰的和经CS、mPEG修饰的PLGA NPs的1.95、1.76、1.39倍(P0.001)。以壳聚糖纳米粒(CS NPs)为模型,研究了不同金属离子配合CS NPs应用于内耳给药的体内外毒性与摄取分布规律,分别为未经金属离子配合的CS NPs、铜离子配合的CS NPs(Cu-CS NPs)、钙离子配合的CS NPs(Ca-CS NPs)、锌离子配合的CS NPs(Zn-CS NPs)和铁离子配合的CS NPs(Fe-CS NPs)。体外细胞毒性实验结果表明,未经修饰的和金属离子配合的CS NPs在低浓度中(㩳50μg/mL)均表现出良好的生物相容性,随着浓度加大,毒性增加。体外细胞摄取实验结果显示,对于L929细胞,未经修饰的和金属离子配合的CS NPs(除Fe-CS NPs)均有较大摄取量,摄取率达90%以上;对于HEI-OC1细胞,未经修饰的和不同金属离子配合CS NPs均能被其摄取,且未经修饰的CS NPs和Zn-CS NPs较其他纳米粒均有更高摄取量。体内动物实验结果表明,未经修饰的和金属离子配合的CS NPs(除Ca-CS NPs)均表现出较好的生物相容性,且均能分布到耳蜗各组织。综上所述,本研究结果表明,纳米载药系统的不同特性影响其体内外生物相容性和摄取分布行为,通过调整纳米载药系统的特性,有利于获得更优的载药系统。对于PLGA纳米系统应用于内耳给药,调整粒径范围在100~200 nm更有利于其细胞摄取,并且,通过对其表面修饰,尤其是亲水性分子P407进行修饰,能显著提高其在体内外的摄取与分布。对于CS纳米系统应用于内耳给药,通过不同金属离子配合将影响其生物相容性及其摄取分布行为,为其处方设计优化提供参考与借鉴。
【关键词】：纳米系统 内耳给药 PLGA纳米粒 壳聚糖纳米粒 细胞摄取 耳蜗分布
【学位授予单位】：广东药科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R943
【目录】：
- 摘要7-9
- Abstract9-12
- 第一章 前言12-23
- 1 纳米递药系统及其在内耳给药中的应用12-14
- 1.1 内耳疾病的治疗现状12
- 1.2 纳米递药系统及其应用于内耳的研究现状12-14
- 2 纳米递药系统的特性对其细胞毒性、摄取及转运的影响14-19
- 2.1 粒径和形态14-15
- 2.2 表面功能化修饰15-19
- 3 纳米递药系统的特性对其体内分布、转运的影响19-21
- 3.1 粒径和形态19
- 3.2 表面功能化修饰19-21
- 4 本课题的研究内容和意义21-23
- 第二章 不同粒径的PLGA NPs应用于内耳给药的体内外摄取与转运机制研究23-36
- 1 材料23-24
- 1.1 仪器23
- 1.2 试剂23
- 1.3 细胞系与动物23-24
- 2 方法24-28
- 2.1 溶液的配制24
- 2.2 不同粒径PLGA NPs的制备24-25
- 2.3 不同粒径PLGA NPs的体外细胞实验25-26
- 2.4 不同粒径PLGA NPs的体内动物实验26-27
- 2.5 数据分析27-28
- 3 结果28-35
- 3.1 不同粒径PLGA NPs的细胞毒性28
- 3.2 共聚焦显微镜观察不同粒径PLGA NPs的细胞摄取及其胞内分布28-30
- 3.3 流式细胞术检测不同粒径PLGA NPs的细胞摄取30-31
- 3.4 不同粒径PLGA NPs局部给药后内耳组织相容性31-32
- 3.5 不同粒径PLGA NPs局部给药后耳蜗中分布32-35
- 4 讨论35-36
- 4.1 体外细胞毒性的测定35
- 4.2 纳米系统的粒径对其体内外摄取转运的影响35-36
- 第三章 不同表面修饰的PLGA NPs应用于内耳给药的体内外摄取与转运机制研究36-53
- 1 材料36-37
- 1.1 仪器36
- 1.2 试剂36
- 1.3 细胞系与动物36-37
- 2 方法37-41
- 2.1 溶液的配制37
- 2.2 不同表面修饰PLGA NPs的制备37
- 2.3 不同表面修饰PLGA NPs的体外细胞实验37-39
- 2.4 不同表面修饰PLGA NPs的体内动物实验39-41
- 2.5 数据分析41
- 3 结果41-51
- 3.1 不同表面修饰PLGA NPs的细胞毒性41-43
- 3.2 共聚焦显微镜观察不同表面修饰PLGA NPs的细胞摄取及其胞内分布43-45
- 3.3 流式细胞术检测不同表面修饰PLGA NPs的细胞摄取45-47
- 3.4 不同表面修饰PLGA NPs局部给药后内耳组织相容性47-48
- 3.5 不同表面修饰PLGA NPs局部给药后耳蜗中分布48-50
- 3.6 不同表面修饰PLGA NPs局部给药后耳蜗毛细胞中分布50-51
- 4 讨论51-53
- 4.1 耳蜗毛细胞株的选择51-52
- 4.2 纳米系统的表面修饰对其体内外摄取转运影响机制探讨52-53
- 第四章 不同金属离子配合CS NPs应用于内耳给药的体内外摄取与转运机制研究53-66
- 1 材料53-54
- 1.1 仪器53
- 1.2 试剂53-54
- 1.3 细胞系与动物54
- 2 方法54-57
- 2.1 溶液的配制54
- 2.2 不同金属离子配合CS NPs的制备54
- 2.3 不同金属离子配合CS NPs的体外细胞实验54-56
- 2.4 不同金属离子配合CS NPs的体内动物实验56-57
- 2.5 数据分析57
- 3 结果57-65
- 3.1 不同金属离子配合CS NPs的细胞毒性57-58
- 3.2 共聚焦显微镜观察不同金属离子配合CS NPs的细胞摄取及其胞内分布58-60
- 3.3 流式细胞术检测不同金属离子配合CS NPs的细胞摄取结果60-62
- 3.4 不同金属离子配合CS NPs局部给药后内耳组织相容性62-64
- 3.5 不同金属离子配合CS NPs局部给药后耳蜗中分布64-65
- 4 讨论65-66
- 4.1 不同金属离子配合CS NPs体内外毒性机制探讨65
- 4.2 不同金属离子配合CS NPs细胞摄取分析比较65-66
- 第五章 全文总结66-68
- 参考文献68-75
- 英文缩写注释75-76
- 攻读硕士期间发表的论文76-77
- 致谢77
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