SiO2修饰的阿霉素壳聚糖硬脂酸纳米粒的制备及评价

摘要

壳聚糖是一种生物低毒、可降解性有机高分子材料,其与硬脂酸在催化剂盐酸碳二亚胺存在的情况下,可发生脱水得到的壳聚糖硬脂酸接枝共聚物。壳聚糖硬脂酸是良好的疏水性药物载体,壳聚糖硬脂酸在水中可自聚集形成胶束,临界胶束浓度较低,其内核可负载疏水性药物。
　　 孔径在2～50nm之间的孔称为介孔,介孔材料是指存在孔径在介孔范围内的具有巨大比表面积和三维孔道结构的新型材料。因为介孔的存在,介孔材料是良好的药物储库,本研究以自制的壳聚糖硬脂酸接枝共聚物为载体,制备载药胶团和SiO2修饰的载药介孔纳米粒,考察其外观形貌,理化性质等,并考察其被细胞摄取能力,以探讨其作为该类载体的应用前景。
　　 研究利用平均分子量18kDa的壳聚糖(CS)为材料,以盐酸碳二亚胺(EDC·HCl)为催化偶联剂,按偶联比例30％投入硬脂酸(SA),合成得到CS-SA共聚物。以核磁共振图氢谱确认嫁接物结构;三硝基苯磺酸法测得CS-SA共聚物的氨基取代度为19.1%;芘荧光法测得CS-SA共聚物的临界胶束浓度为160μg/mL;由粒径电位测定仪测得1mg/mL的CS-SA胶团溶液的粒径为117.5±3.2nm,表面电位27.8±2.9mV;扫描电镜及透射电镜观察到CS-SA胶团大小均一,形状较为规则。
　　 以阿霉素为模型药物,制备得到载阿霉素壳聚糖硬脂酸胶束和不同比例SiO2修饰的载阿霉素介孔杂合纳米粒。比较各不同修饰比的介孔杂合纳米粒在表观形貌、体外药物释放、细胞摄取能力及细胞药效学等方面的差异。研究显示,经SiO2修饰的载阿霉素介孔杂合纳米粒存在介孔结构,小角X射线衍射分析结果显示,根据SiO2修饰比例不同,中比例修饰与高比例修饰的介孔杂合纳米粒孔径分别为在4～5nm和8～10nm之间。粒径结果显示,空白壳聚糖硬脂酸胶束载阿霉素后,粒径显著减小至28.9nm;经SiO2修饰的载阿霉素介孔杂合纳米粒粒径均大于阿霉素壳聚糖硬脂酸胶束。此外,体外释放结果显示,不同比例SiO2修饰的载阿霉素介孔杂合纳米粒的药物释放行为均快于未修饰的载药胶团,但SiO2修饰比例的不同似乎不影响药物释放速度。以A549细胞系为模型研究比较载药胶团及载药杂合介孔纳米粒的摄取行为,结果显示,与载药壳聚糖硬脂酸胶束相比,介孔杂合纳米粒的经细胞摄取能力明显增强,其细胞摄取速度随着修饰比例的增加而加快。在A549的细胞药效学实验显示,SiO2修饰的载阿霉素介孔杂合纳米粒的细胞药效强于未修饰载药胶束;各比例SiO2修饰的载阿霉素介孔杂合纳米粒之间,细胞药效也将随着修饰比例的增加而增强,实验低、中、高比例修饰的介孔杂合纳米粒的IC50分别为0.93μg/mL、0.32μg/mL和0.12μg/mL。