几种纳米材料的合成及其在药物控制释放领域的应用

摘要

纳米材料由于其纳米尺度所固有的独特性质，在癌症的无创诊断与治疗方面起到了积极重要的作用。随着纳米生物技术的发展，智能型有机-无机复合纳米粒子受到了人们广泛的关注，纳米材料在生物标记、重大疾病的临床检测与治疗等诸多领域都体现出了巨大的优势。在抗肿瘤的临床应用中，较为理想的可控药物传输系统不仅要求其自身具有良好的生物相容性以及对药物有较高的负载率，还必须满足在血液循环时药物分子的“零释放”，但到达病灶部位后药物分子却能够快速且完全地释放。在这种研究背景下，本文合成了几种满足以上要求的纳米药物载体。本研究主要内容包括：
　　 ⑴pH响应的碳酸钙植酸钙(ACC/CaIP6)纳米空心球的制备及其药物控制释放性能的研究。在这个体系中，我们首次用矿化的方法合成来了一种新颖的pH响应的药物载体ACC/CaIP6纳米空心球，我们选用阿霉素(DOX)为实验装载的药物，在pH控制条件下从载体ACC/CaIP6中释放DOX，此载体因为是空心结构，最大装载量可达1700mg g-1。值得关注的是，在pH为4.3时，载体中的DOX可以在24 h左右完全释放出来。另外我们还测试了此载体的细胞毒性，证明了其有良好的生物相容性。体内的肿瘤细胞实验表明，装入载体的DOX的治疗效果远远比单独的DOX要好。由于这种载体具有良好的生物相容性，高的载药量和pH响应控制释放等优点，它可以作为一种理想的药物载体应用于药物控制释放领域。
　　 ⑵CaCO3@C纳米材料的合成，表征和在药物控制释放领域的应用。利用多巴胺包覆制备了稳定的ACC/PDA纳米复合材料，考察了反应条件对其形貌的影响。经过一系列不同条件的升温除去有机物得到碳包覆氧化钙结构，我们利用此材料封装药物(DOX)，并在二氧化碳条件下使氧化钙变为碳酸钙达到药物封装的效果，并利用碳酸钙在酸性条件下溶解的特点可以控制释放肿瘤药物。实验结果表明，可达到一定的缓释效果。
　　 ⑶rattle-type结构二氧化硅纳米粒子的合成及在生物医学领域的应用。用水热方法首次合成了rattle-type二氧化硅纳米材料，此材料直径为100nm左右，并且装载药物等分子的量很大，生物相容性较好，值得一提的是，这种材料能够同时装载DOX和FITC，这样可以达到在治疗癌症的同时可以完成细胞成像的过程，达到生物示踪的目的。
　　 ⑷硫化镉空心半球的混合溶剂热合成、表征及其光学性能和在生物方面的应用。在草酸的辅助下，利用混合溶剂热法首次合成了CdS空心半球。用XRD、SEM和TEM对产物进行了表征。实验结果表明反应时间、反应温度对产物的形貌起到一定的调控作用。另外，初步分析了CdS空心半球的形成机理，并讨论了其光学性能。另外，初步探讨这种材料的载药和释放性能。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 肿瘤组织的主要特征

1．1．1 肿瘤的血管再生

1．1．2 增强渗透和保留效应

1．1．3 偏酸性的环境

1．2 纳米材料

1．2．1 纳米材料的简介

1．2．2 纳米材料性质

1．3 纳米药物载体简介

1．4 纳米粒子在生物医药领域的一些的重要参数

1．4．1 纳米粒子的尺寸

1．4．2 纳米粒子的亲疏水性和表面电荷

1．4．3 纳米粒子表面PEG修饰

1．5 载药纳米输送系统在体内的传递

1．5．1 构建纳米输送系统的基本要求

1．5．2 纳米输送系统的靶向性传递

1．6 常见的纳米药物载体

1．7 本论文的选题意义和研究内容

1．7．1 选题意义

1．7．2 主要研究内容

第二章 pH响应的碳酸钙植酸钙(ACC／CaIP6)纳米空心球的制备及其药物控制释放性能的研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂仪器及表征

2．2．2 碳酸钙植酸钙(ACC／CaIP6)纳米空心球的制备

2．2．3 最大载药量实验

2．2．4 体外药物释放实验

2．2．5 载体生物相容性

2．2．6 细胞毒性

2．2．7 细胞内释放实验

2．2．8 活体实验

2．2．9 统计分析

2．3 实验结果和讨论

2．3．1 ACC／CaIP6空心球的形貌尺寸等表征

2．3．2 ACC／CaIP6作为药物控制释放载体的性能研究

2．4 本章小结

第三章 CaCO3@C纳米材料的合成表征和在药物控制释放领域的应用

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验药品仪器及表征

3．2．2 ACC-DPA的合成实验

3．2．3 CaO@C合成

3．2．4 载药封装实验

3．2．5 体外药物释放实验

3．2．6 载体生物相容性

3．2．7 细胞毒性

3．2．8 细胞内释放实验

3．2．9 活体实验

3．2．10 统计分析

3．3 实验结果和讨论

3．3．1 载体合成及表征

3．3．2 载体在药物控制释放领域的性能研究

3．4 本章小结

第四章 rattle-type结构二氧化硅纳米粒子的合成及在生物医学领域的应用

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验药品仪器及表征

4．2．2 二氧化硅纳米粒子的合成

4．2．3 产物载入ICG，DOX，FITC的实验

4．2．4 CLSM实验

4．3 实验结果讨论

4．3．1 产物的合成与表征

4．3．2 产物作为载体在生物医学领域的应用

4．4 本章小结

第五章 硫化镉空心半球的混合溶剂热合成、表征及其光学性能和在生物方面的应用

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 硫化镉空心半球的合成

5．2．2 以硫化镉半空心球为模板合成介孔二氧化硅

5．2．3 以硫化镉空心半球为模板合成介孔二氧化硅负载染料模拟实验

5．2．4 表征

5．3 结果与讨论

5．3．1 硫化镉空心半球的合成表征及其光学性能

5．3．2 硫化镉空心半球负载FITC及释放的性能测试

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

在读期间公开发表论文(著)及科研情况