雷帕霉素磁性CMCS纳米药物的制备及其靶向抗肝癌研究

摘要

近年来，随着对分子生物学技术及恶性肿瘤发生分子机制的深入研究，分子靶向治疗已成为肿瘤治疗的研究热点。磁靶向纳米给药系统是指将骨架材料、磁性材料与抗癌药物相结合制成的一种具有靶向缓释特性的纳米级颗粒。经血管注入体内后，它在体外磁场的作用下滞留于靶区，定向平稳释放药物杀伤肿瘤细胞，同时降低药物全身分布所造成的毒副作用。本研究以Fe3O4为磁核、以羧甲基壳聚糖(CMCS)为载体、雷帕霉素（Rapa）为靶向药物，通过新的方法制备了载药量高、释药性能及磁靶向性良好的雷帕霉素磁性羧甲基壳聚糖(Fe3O4/CMCS-Rapa)纳米药物，并观察其体外抗肝癌效果。
　　首先，以羧甲基壳聚糖为骨架材料，Fe3O4为磁性材料，雷帕霉素为抗肿瘤药物，采用乳化交联法与溶剂蒸发法制备出Fe3O4/CMCS-Rapa纳米药物。采用二阶响应曲面(RSM)法Box-Behnken实验设计对磁性纳米粒处方工艺优化筛选，建立了载药量回归模型和包封率回归模型。确定的优化工艺为:水油比13.97∶1，敷药比8.42∶1，搅拌速度831rpm，此时的载药量和包封率分别为6.32％±3.36％和62.9％±2.30％。
　　其次，通过FTIR、XRD、SEM、TEM、XPS、TG/DSC、VSM及体外释放实验对Fe3O4/CMCS-Rapa磁性纳米粒进行表征和分析，并探讨了其可能的反应机理。采用透析扩散法研究Fe3O4/CMCS-Rapa磁性纳米粒的体外释放行为。Fe3O4/CMCS-Rapa磁性纳米粒具有明显的缓释特性，纳米粒的体外释放符合Higuchi方程和Retiger-Pepper方程模式，药物溶出速率受扩散速率控制。
　　最后，以HepG2肝癌细胞为模型，并以正常肝细胞LO2为对照，通过磁靶向实验，普鲁士蓝染色法、MTT法、CCK-8法、Hoechst染色法及AnnexinV/FITC-PI双染法，从定性和定量两个方面研究了Fe3O4/CMCS-Rapa磁性纳米药物的体外抗肿瘤活性。Fe3O4/CMCS-Rapa磁性纳米药物在体外可抑制肝癌细胞增殖，其作用呈时间和浓度依赖性。并且在外加磁场的作用下，靶向至肿瘤细胞部位缓慢释放药物，既可避免由于局部浓度过高造成对正常细胞的损伤，还能延缓Rapa药物的作用时间，提高药物的体外抗肿瘤活性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 磁性纳米复合材料

1．2．1 磁性纳米复合材料的基本性质

1．2．2 磁性纳米复合材料在靶向给药方面的应用

1．3 羧甲基壳聚糖基纳米复合材料

1．3．1 CMCS的来源及分类

1．3．2 CMCS基纳米复合材料

1．4 雷帕霉素

1．4．1 雷帕霉素的理化性质

1．4．2 雷帕霉素的来源

1．4．3 雷帕霉素的药理作用

1．5 本课题的提出及其研究内容

2 Fe3O4/CMCS磁性纳米复合材料的制备及表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂和仪器

2．2．2 Fe3O4磁性纳米粒子的制备

2．2．3 Fe3O4/CMCS磁性纳米复合材料的制备

2．2．4 样品表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 红外光谱分析

2．3．2 形貌分析

2．3．3 X-射线粉末衍射分析

2．3．4 磁性Fe3O4/CMCS纳米微球的SEM能谱分析

2．3．5 磁性分析

2．3．6 Fe3O4/CMCS磁性纳米复合粒子的反应机理

2．4 本章小结

3 Fe3O4/CMCS-Rapa磁性纳米载药系统的制备研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂和仪器

3．2．2 雷帕霉素含量的测定

3．2．3 Fe3O4/CMCS-Rapa磁性纳米载药系统的制备

3．2．4 Fe3O4/CMCS-Rapa载药复合物载药量和包封率的测定

3．2．5 载药量和包封率的单因素实验

3．2．6 响应曲面法的BBK实验设计

3．3 结果与讨论

3．3．1 单因素实验

3．3．2 载药复合物制备工艺的响应曲面优化

3．4 本章小结

4 Fe3O4/CMCS-Rapa磁性纳米载药系统的表征及性能研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂和仪器

4．2．2 Fe3O4/CMCS-Rapa纳米粒子的表征

4．2．3 Fe3O4/CMCS-Rapa纳米粒子中铁含量的测定

4．2．4 Fe3O4/CMCS-Rapa纳米粒子的体外释放性能测定

4．3 结果与讨论

4．3．1 Fe3O4/CMCS-Rapa纳米粒子的表征结果分析

4．3．2 Fe3O4/CMCS-Rapa中铁含量的测定

4．3．3 Fe3O4/CMCS-Rapa磁性纳米载药系统的体外释药性能

4．3．4 体外缓释机理研究

4．4 本章小结

5 Fe3O4/CMCS-Rapa磁性纳米载药系统的体外靶向抗肝癌研究

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 实验试剂和仪器

5．2．2 细胞株

5．2．3 实验方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 细胞形态学观察

5．3．2 磁靶向性能分析

5．3．3 普鲁士蓝染色法检测细胞内铁含量的吸收

5．3．4 MTT法检测细胞的增殖

5．3．5 CCK-8法检测细胞的增殖

5．3．6 Hoechst染色检测细胞凋亡

5．3．7 AnnexinV/FITC-PI双染法检测细胞凋亡

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果目录

致谢