载阿霉素GoldMag金磁复合微粒用于肝癌靶向治疗研究

摘要

恶性肿瘤是严重威胁人类身体健康的重大疾病。化疗是目前常用的治疗方法。传统的给药途径使得药物在全身均匀分布，缺乏对肿瘤特异性作用。因此，在杀死肿瘤细胞的同时，也对正常组织细胞产生严重的毒副作用，从而使化疗药物的临床应用受到限制。磁导靶向给药是通过静脉将吸附或包裹于磁性载体的抗癌药物注射体内，在外磁场的诱导作用下，靶向定位于肿瘤区域；持续缓慢释放抗癌药物，从而使药物在肿瘤部位保持较高的浓度而降低其它组织和器官的药物浓度，最终达到改变药物在体内的组织分布，提高治疗指数，降低药物的毒副作用的目的。本课题研究了GoldMag金磁复合微粒体外载药、释药规律和机理及其载药后联合磁场对细胞的毒性作用；用巯基化的聚乙二醇(PEG-SH)对GoldMag金磁复合微粒进行了表面功能化修饰，并对修饰后的金磁复合微粒进行了表征；同时探讨了修饰后的金磁复合微粒(PGMNs)体外载药、释药规律和机理及其对细胞的毒性作用；以正常大鼠为材料，通过检测组织和血浆中阿霉素及铁元素的含量，探讨了载阿霉素PEG修饰的金磁复合微粒(DOX-PGMNs)在外磁场作用下在动物体内的分布，并评价它在动物体内的靶向性。最后又研究了DOX-PGMNs在外磁场作用下对H22肿瘤模型小鼠的治疗效果。结果表明：
　　 1.在最优的载药条件下，市售GoldMag金磁复合微粒对阿霉素的最大载药率为10.2％。MTT法分析GoldMag金磁复合微粒对HepG2细胞毒性的实验结果显示：在金磁复合微粒浓度为2.0mg/ml的条件下，细胞的存活率大于92％。载阿霉素金磁复合微粒的半数致死剂量(IC50=0.731μg/ml)大于阿霉素组(IC50=0.522μg/ml)(P＜0.05)。载阿霉素金磁复合微粒联合磁场作用对细胞的抑制作用(IC50=0.42μg/ml)比单纯阿霉素(IC50=0.522μg/ml)显著增强。
　　 2.由于酸处理的纳米金磁微粒在溶液中不稳定，我们对其表面进行了聚乙二醇(PEG)修饰。修饰后的金磁复合微粒(PGMNs)粒径约为50nm;分散性有了很大的改善，在PBS中能稳定存在，具有良好的分散性；修饰后的GoldMag金磁复合微粒的饱和磁化强度为34emu/g。在最佳的载药条件下，PGMNs对阿霉素的最大载药率为10.8％。细胞毒性结果显示，在2.0mg/ml的浓度条件下，细胞的存活率大于89％。
　　 3.PGMNs在动物体内靶向性实验结果表明：给药0.5，1，2和4小时后，载阿霉素PEG修饰的金磁复合微粒联合磁场组(DOX-PGMNs-M)的实验动物肝脏中药物的浓度(60.7±8.14，53.6±4.89，44.8±6.41和38.4±2.58ng/g)显著高于无磁场组(40.8±9.96，31.9±7.01，28±6.11和20.7±5.78ng/g)(P＜0.05)。组织学分析显示在肝脏的靶区有大量的粒子聚集。
　　 4.DOX-PGMNs联合磁场治疗H22肿瘤模型小鼠的效果显示：DOX-PGMNs-M组，DOX-PGMNs组，DOX组和对照组的动物存活时间分别为72.7±9.95，66.1±13.5，31.3±3.31和25.8±10.1天。治疗后33天，它们的相对肿瘤体积分别为5.46，9.21，14.8和24.3。与对照组相比，DOX-PGMNs联合磁场能够显著抑制肿瘤组织的生长。
　　 GoldMag金磁复合微粒作为新型磁性化疗药物载体，在外加磁场作用下，具有明显的靶向性。载阿霉素PEG修饰的金磁复合微粒联合磁场作用可以有效提高肿瘤组织内化疗药物浓度，降低化疗药物毒副反应，显著抑制肿瘤组织的生长。
　　 本研究将为GoldMag金磁复合微粒用作化疗药物载体，靶向输送药物治疗肝癌提供一定的理论基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1靶向给药系统研究概况

2靶向给药系统

2.1被动靶向(Passive Targeting)

2.2主动靶向(Active Targeting)

2.3物理靶向(Physical Targeting)

3磁导靶向给药系统

3.1磁导靶向给药系统的研究概况

3.2磁导靶向给药系统的组成

3.3磁性药物微球的制备及结构

3.4磁性载药微粒的特性

4金磁复合微粒及其在生物医学领域中的应用

4.1金磁复合微粒及其结构

4.2金磁复合微粒在生物医学中的应用

5金纳米粒子和胶体金生物安全性和其在生物医学中的应用

6本论文的研究目的和意义

6.1研究的出发点

6.2主要研究内容

6.3本研究的意义

6.4研究的创新点

第二章GoldMag金磁复合微载释药及细胞毒性的研究

1试剂及仪器

1.1材料和试剂

1.2仪器

2实验方法

2.1载药量和包封率的测定

2.2阿霉素金磁复合微粒体外释药实验

2.3金磁复合微粒的体外细胞毒性实验

2.4载阿霉素金磁复合微粒的细胞毒性实验

2.5磁场对细胞生长抑制作用的研究

2.6细胞对金磁复合微粒的吞噬作用的研究

3实验结果

3.1载药条件及载药率的研究

3.2体外累积药物释放实验结果

3.3金磁复合微粒的细胞毒性

3.4载阿霉素金磁复合微粒的细胞毒性实验

3.5磁场对细胞的抑制作用

3.6细胞对金磁复合微粒的吞噬作用

4讨论

5本章小结

第三章GoldMag金磁复合微粒的表面修饰及表征

1实验材料与仪器

1.1材料与试剂

1.2仪器

2实验部分

2.1 GoldMag金磁复合微粒的PEG修饰

2.2 PEG修饰的GoldMag金磁复合微粒的表征

2.3 PEG修饰的GoldMag金磁复合微粒的细胞毒性实验

2.4载阿霉素PEG修饰的GoldMag金磁复合微粒的细胞毒性实验

2.5 PEG修饰的GoldMag金磁复合微粒体外载药实验

2.6 PEG修饰的GoldMag金磁复合微粒体外载药实验

3结果与讨论

3.1 PEG修饰的GoldMag金磁复合微粒的表征结果

3.2 PEG修饰的GoldMag金磁复合微粒的细胞毒性实验

3.3载阿霉素PEG修饰的金磁复合微粒的细胞毒性实验

3.4载药条件的确定及载药率的研究

3.5体外累积药物释放实验结果

4讨论

4.1金磁复合微粒的PEG修饰

4.2 PEG修饰的金磁复合微粒的载释药规律和机理

4.3 PGMNs的细胞毒性

5本章小结

第四章载阿霉素PEG修饰的金磁复合微粒联合磁场动物体内靶向性研究

1实验材料与仪器

1.1材料与试剂

1.2主要仪器

2.实验方法

2.1手术方法

2.2血浆和组织中阿霉素含量测定

2.3血液和组织中铁元素含量的测定

2.4组织切片的制作

3结果与讨论

3.1阿霉素测定方法的验证

3.2血浆和组织液标准曲线的制备

3.3回收率，精密度试验

3.4样品稳定性试验

3.5血浆和组织液中阿霉素含量

3.6血液和主要器官组织中铁元素中阿霉素含量

3.7磁粒在组织中的分布

4讨论

5本章小结

第五章载阿霉素PEG修饰的金磁复合微粒联合磁场靶向治疗肝癌小鼠的研究

1材料与试剂

1.1试剂

1.2主要仪器

2实验方法

2.1载阿霉素PEG修饰的金磁复合微粒的制备

2.2 H22小鼠肝癌模型的制作

2.3手术方法

2.4载阿霉素PEG修饰的金磁复合微粒联合磁场治疗H22移植性肝癌小鼠移存活时间的实验

2.5对小鼠肝癌模型的体内靶向治疗实验

2.6血浆，主要器官及肿瘤组织中阿霉素含量测定

2.7肿瘤组织组织切片的制作

3实验结果

3.1 H22小鼠移植性肝癌模型

3.2对小鼠肝癌模型的体内靶向治疗实验

3.3血浆，主要器官及肿瘤组织中阿霉素含量

3.4肿瘤组织的病理分析结果

4讨论

5本章小结

全文总结

参考文献

附录

攻读博士学位期间取得的科研成果

致谢