多重刺激响应性聚合物微球的制备和性能研究

发布时间：2017-05-27 07:14

  本文关键词：多重刺激响应性聚合物微球的制备和性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目的:恶性肿瘤位居我国疾病死因之首。传统化疗药物缺乏选择性,在杀伤癌细胞的同时往往产生较严重的全身性毒副作用。因此,寻找一种能实现靶向输送的智能药物载体是肿瘤研究中亟待解决的难题。近年来,多重刺激响应性药物载体的制备和应用得到广泛关注。然而,如何实现该类药物载体的可控制备及确保其随多个环境因素(如p H、温度、氧化还原电位和光等)改变而精准协调地调整释药始终是研究者面临的两大挑战。方法:本研究首先利用蒸馏-沉淀聚合法可控制备了核壳型聚合物微球P(MAA-co-BAC)/P(NIPAAm-co-GMA-co-BAC)-FA。第一步蒸馏-沉淀聚合反应以甲基丙烯酸(Methacrylic acid,MAA)为单体,N,N'-双(丙烯酰)胱胺(N,N'-bis(acryloyl)cystamine,BAC)为交联剂,合成了微球P(MAA-co-BAC);第二步蒸馏-沉淀聚合反应以P(MAA-co-BAC)为核心,N-异丙基丙烯酰胺(N-Isopropylacrylamide,NIPAAm)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(Glycidyl methacrylate,GMA)为单体,BAC为交联剂,合成了核壳型聚合物微球P(MAA-co-BAC)/P(NIPAAm-co-GMA-co-BAC);最后,利用环氧开环反应和酰胺化反应在该微球表面修饰上叶酸(Folic acid,FA),最终合成有叶酸修饰的核壳型聚合物微球P(MAA-co-BAC)/P(NIPAAm-co-GMA-co-BAC)-FA。接下来,本研究对各步所得微球进行了全方位的表征。采用透射电镜(Transmission electron microscope,TEM)表征其表面形貌、粒径及粒径分布。采用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer,FT-IR)和紫外-可见吸收光谱仪(Ultraviolet-visible absorption spectrometer,UV-vis)表征其结构,考察FA是否被成功修饰到聚合物微球上。采用元素分析表征其N含量和确定FA的负载量。采用激光粒度分析仪表征其在不同温度水溶液中的粒径和粒径分布及Zeta电位,考察其温敏特性和稳定性。利用紫外-可见吸收光谱仪在不同温度和氧化还原条件下对该微球水混悬液进行浊度分析,考察其降解性能。通过该聚合物微球对抗肿瘤药物盐酸阿霉素(Doxorubicin hydrochloride,DOX)的负载和体外释放实验评价其对药物的负载情况和控制释放性能。通过WST-1试验考察该聚合物微球载药前后的毒性。通过激光共聚焦荧光显微镜和流式细胞分析仪评估负载DOX的聚合物微球的体外药物传递能力,考察其肿瘤细胞靶向性,初步评价其作为药物输送体系的潜力和优势。结果:TEM、FT-IR、UV-vis、元素分析和激光粒度仪表征的结果均表明成功制备了核壳型聚合物微球P(MAA-co-BAC)/P(NIPAAm-co-GMA-co-BAC)-FA。TEM图片表明,各步所得微球均为表面光滑、大小均一的球形,且呈单分散,最后制得的P(MAA-co-BAC)/P(NIPAAm-co-GMA-co-BAC)-FA微球平均粒径为159 nm,平均壳层厚度约为12 nm。元素分析结果表明该微球中FA的含量约为13.05%。激光粒度仪检测结果表明,该聚合物微球载药前后,其粒径均随温度升高而减小,表现出显著的温敏特性,且其在水溶液中仍呈单分散并表现出较窄的粒径分布。该聚合物微球载药前后的Zeta电位分别为-29.06 m V和-23.03m V,表明其在较高的载药量时仍可通过静电排斥作用保持物理稳定性。降解实验结果表明,P(MAA-co-BAC)/P(NIPAAm-co-GMA-co-BAC)-FA微球在37℃、10 m M GSH的缓冲溶液中4 h内降解了约70%,而在不含GSH的缓冲溶液中基本不降解。这个结果说明该聚合物微球可由GSH触发而发生氧化还原响应性降解。载药实验结果表明,在一定范围内,该聚合物微球的载药量随DOX溶液初始浓度的增加而不断增大,其饱和载药量为208.0%,对应的包封率为85.4%。体外释药实验结果表明,载DOX微球具有显著的p H/温度/氧化还原响应性控制释药特性。WST-1试验结果表明,该聚合物微球在高浓度(2000μg m L-1)下对细胞生长依然无明显影响,其本身具有低毒性,而载DOX微球与等量DOX具有相近的细胞毒性。激光共聚焦荧光显微镜和流式细胞分析仪检测结果均表明,载DOX P(MAA-co-BAC)/P(NIPAAm-co-GMA-co-BAC)-FA微球处理组可观察到的DOX荧光强度明显强于载DOX的P(MAA-co-BAC)/P(NIPAAm-co-GMA-co-BAC)微球处理组,这说明该微球具有主动靶向性,其能够通过受体介导的内吞作用被FA受体高表达的MCF-7细胞更高效地结合和摄取。结论:P(MAA-co-BAC)/P(NIPAAm-co-GMA-co-BAC)-FA聚合物微球具有可控制备的特点,同时具有一定的稳定性、氧化还原响应性降解特性、p H/温度/氧化还原响应性控制释药特性、低毒性和肿瘤细胞靶向性,有望成为新一代化疗药物输送载体。
【关键词】：聚合物微球 多重刺激响应性 药物传递 蒸馏-沉淀聚合
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R943
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 缩略语11-13
• 前言13-18
• 研究现状、成果13-15
• 研究目的、方法15-18
• 一、聚合物微球的制备及表征18-33
• 1.1 仪器与试剂18
• 1.1.1 仪器18
• 1.1.2 试剂18
• 1.2 实验方法18-22
• 1.2.1 聚合物微球的制备18-20
• 1.2.2 聚合物微球的表征20-21
• 1.2.3 聚合物微球的氧化还原响应性降解21-22
• 1.3 结果22-29
• 1.3.1 聚合物微球的制备和表征22-28
• 1.3.2 聚合物微球的氧化还原响应性降解28-29
• 1.4 讨论29-32
• 1.4.1 聚合物微球的制备和表征29-31
• 1.4.2 聚合物微球的氧化还原响应性降解31-32
• 1.5 小结32-33
• 二、聚合物微球的载药及释药性能研究33-40
• 2.1 仪器与试剂33
• 2.1.1 仪器33
• 2.1.2 试剂33
• 2.2 实验方法33-34
• 2.2.1 载药性能研究33-34
• 2.2.2 体外释药研究34
• 2.3 结果34-37
• 2.3.1 载药性能研究34-36
• 2.3.2 体外释药研究36-37
• 2.4 讨论37-39
• 2.4.1 载药性能研究37
• 2.4.2 体外释药研究37-39
• 2.5 小结39-40
• 三、聚合物微球的细胞毒性及体外靶向性研究40-49
• 3.1 仪器与试剂40-41
• 3.1.1 仪器40
• 3.1.2 试剂40-41
• 3.2 实验方法41-43
• 3.2.1 MCF-7 细胞的复苏、培养及冻存41
• 3.2.2 聚合物微球的细胞毒性研究41-42
• 3.2.3 聚合物微球的体外靶向性研究42-43
• 3.3 结果43-46
• 3.3.1 聚合物微球的细胞毒性研究43-44
• 3.3.2 聚合物微球的体外靶向性研究44-46
• 3.4 讨论46-48
• 3.4.1 聚合物微球的细胞毒性研究46-47
• 3.4.2 聚合物微球的体外靶向性研究47-48
• 3.5 小结48-49
• 结论49-51
• 参考文献51-57
• 发表论文及参加科研情况说明57-58
• 综述58-89
• 综述参考文献81-89
• 致谢89

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  本文关键词：多重刺激响应性聚合物微球的制备和性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

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