木犀草素及木犀草苷纳米载药体系的构建

摘要

木犀草素及木犀草苷显著的药理活性使其具有很高的药用开发价值，然而其水溶性差以及代谢快、半衰期短、生物利用度低等又限制了其临床应用。纳米载药体系可以提高疏水性药物的溶解度，延长其半衰期，实现药物的缓控释，因而备受关注。近年来，无论是天然高分子还是合成高分子都已成为构建纳米载药体系的热点材料。目前，有关LUT及LUS纳米载药体系的研究较少，本论文以LUT及LUS作为模型药物，以无毒、生物相容性好且可降解的高分子材料作为载体，设计构建了几种纳米载药体系。具体研究工作主要包括以下四个部分：
　　1.CTMAB@NCC负载木犀草素及木犀草苷纳米微球的构建与体外释药研究
　　利用硫酸水解法在超声波辅助作用下处理微晶纤维素，得到分散性和稳定性较好的乳白色纳米纤维素（NCC）。在最佳条件下，通过静电作用力将阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）吸附到纳米纤维素的表面，制备出新颖的复合材料CTMAB@NCC。复合材料CTMAB@NCC的结构和性能通过TEM、XRD、TG、FT-IR和Zeta电位进行了表征，结果表明，该复合材料能够稳定地分散到水溶液中，呈现出接近球形的结构，其粒径主要集中在150nm附近，表面积较大。CTMAB@NCC能够以静电作用力和疏水作用力与LUT和LUS紧密相结合构建CTMAB@NCC@LUT和CTMAB@NCC@LUS纳米复合物微球。通过计算得到LUT和LUS的载药量分别为12.9±1.5和56.9±0.9mg.g-1。当释放时间达到24h时，在pH6.4的PBS缓冲介质中，LUT@CTMAB@NCC和LUS@CTMAB@NCC的累积释放百分数分别达到44％和57%；而在pH7.4的PBS缓冲介质中，二者的累积释放百分数分别达到57%和72%。由此可见，载药体系具有缓释药物的性能。
　　2.嵌段共聚物负载木犀草素及木犀草苷纳米胶束的构建与体外释药研究
　　选用生物相容性好且可降解的 PEG类嵌段共聚物mPEG5K-PCL10K,mPEG5K-PLGA10K和mPEG5K-PDLLA10K为载体，采用芘荧光法考察其形成胶束的能力及稳定性，结果表明，这三种嵌段共聚物在低浓度下能够形成核/壳结构的胶束，并且稳定存在水溶液中。以木犀草素和木犀草苷为模型药物，采用响应曲面法（RSM）设计并优化载药胶束的制备工艺，得到最佳条件下的载药胶束，并对载药胶束的载药量、稳定性、药物在其中的溶解度以及体外释药行为进行了考察。发现mPEG5K-PCL10K、mPEG5K-PLGA10K和mPEG5K-PDLLA10K对木犀草素的载药量分别为3.75±1.2%、3.28±1.3%和2.35±0.6%；包封率分别为65.1±5.1%、51.64±3.1%和46.02±2.4%。同样，三种聚合物胶束对木犀草苷的载药量分别为3.30±1.4%、4.33±0.5%和3.15±0.4%；包封率分别为55.82±2.8%、46.80±2.4%和33.6±4.4%。嵌段共聚物对木犀草素及木犀草苷均有明显的增溶效果。其中mPEG5K-PCL10K和mPEG5K-PLGA10K构建的载药体系相对稳定。对载药聚合物胶束分别在pH6.4和7.4的PBS缓冲介质中进行了体外释药研究，结果表明，两种药物的释放行为相似。在弱碱性释放介质中，达到24h时累积释放百分数最大为88%；而在弱酸性释放介质中，达到24h时累积释放百分数最大不超过35%。聚合物载药胶束均具有缓释特性，弱碱性介质中释放速度相对较快。
　　3.基于mPEG-LUT超分子水凝胶的构建与负载5-氟尿嘧啶的体外释药研究
　　以木犀草素为原料，首次利用不同分子量的聚乙二醇单甲醚对木犀草素分子中的5-OH进行修饰，得到结构新颖的聚乙二醇化木犀草素mPEG-LUT。利用mPEG-LUT分子中3'、4'邻羟基基团与制备的磁性Fe3O4粒子自组装得到具有磁性的mPEG-LUT-Fe3O4。在mPEG-LUT和mPEG-LUT-Fe3O4自组装的胶束中，引入α-环糊精，形成聚轮烷超分子水凝胶。通过SEM进行表征，发现制备的超分子水凝胶具有孔状结构，并且热敏可逆。以mPEG-LUT和mPEG-LUT-Fe3O4作为载体，5-氟尿嘧啶（5-FU）为模型药物，制备了热敏型载药超分子水凝胶。药物5-FU通过主客体相互作用，包埋在超分子水凝胶的三维网络结构中，药物的释放首先破坏超分子的网络交联，然后再通过扩散和渗透实现。在pH7.4的PBS缓冲溶液中进行了体外释药研究，结果发现载药超分子水凝胶具有缓释药物的性能，累积释放时间超过72h。而磁性Fe3O4粒子的引入，使5-FU的释放速度更加缓慢，有利于5-FU的释放控制。
　　4.mPEG-LUT负载 AgNPs的初步应用研究
　　以mPEG-LUT为稳定剂和还原剂，首次制备了mPEG-LUT负载的银纳米粒子（mPEG-LUT-AgNPs），通过 SEM、TEM、UV-Vis、XRD、FT-IR等手段对其形貌和结构进行了表征。结果表明，体系中银含量为6.65%，mPEG-LUT含量约为89.9%。以具有代表性的革兰氏阳性细菌（金黄色葡萄球菌和β-内酰胺酶阳性金黄色葡萄球菌）和革兰氏阴性细菌（大肠杆菌和β-内酰胺酶大肠杆菌）作为受试菌种，采用打孔法初步考察了mPEG-LUT负载的银纳米粒子的抗菌性能，结果表明制备的mPEG-LUT-AgNPs纳米粒子对革兰氏阴性、阳性细菌均有较好的抑制效果，而且对革兰氏阴性细菌抑制效果更好一些。以人乳腺癌细胞MCF-7和人肝癌细胞 HepG2作为受试细胞，采用MTT法初步考查了mPEG-LUT-AgNPs纳米粒子的细胞毒性，结果表明其对MCF-7和HepG2均有明显的抑制作用，对MCF-7的毒性明显高于HepG2的毒性。

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第一章 前 言

1.1木犀草素及木犀草苷药理活性研究进展

1.2 纳米载药体系的研究进展

1.3 课题的提出及主要研究内容

参考文献

第二章 CTMAB@NCC负载木犀草素及木犀草苷纳米微球的构建与体外释药研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

参考文献

第三章 嵌段共聚物负载木犀草素及木犀草苷纳米胶束的构建与体外释药研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

参考文献

第四章 基于mPEG-LUT超分子水凝胶的构建与负载5-氟尿嘧啶的体外释药研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

参考文献

第五章 mPEG-LUT负载AgNPs的初步应用研究

5.1 引言

5.2 实验部分

5.3 结果与讨论

5.4 本章小结

参考文献

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

攻读博士学位期间的科研成果

致谢