亲水性顺铂磁性固体脂质纳米粒分子设计

摘要

顺铂(cisplatin)是临床上经常使用的一种抗癌药物，单独或与其他药物联合应用于治疗多种实体瘤，如生殖系统肿瘤、头颈部瘤和黑色素瘤等。尽管很多最新的肿瘤治疗方案都选用了顺铂，但是其存在的严重的骨髓抑制、肾毒性、耳毒性等毒副作用，在一定程度上影响了临床应用。因此，如何使顺铂能够选择性地到达癌细胞，降低顺铂的毒副作用以提高治疗效果是现阶段研究的主要方向。
　　磁性固体脂质纳米粒（magnetic solid lipid nanoparticles，MSLNs）作为一种新型的药物传递系统，在癌症治疗中具有良好的生物相容性，它是将药物和磁性材料(magnetic nanoparticles，MNs)包裹或内嵌于类脂核中的固体胶粒给药系统。它采用磁场导向使药物通过全身血液循环到达特定的肿瘤靶区。因此MSLNs使药物对肿瘤细胞具有了选择性，大幅度的提高了药品的安全性、有效性、可靠性和患者的顺应性。
　　目的:以顺铂抗癌药物为模型药物，通过设计合理的类脂、磁性颗粒和顺铂的组装方式，将磁性颗粒引入到SLNs的结构中，来改善SLNs的载药率，提高其靶向性。此外对类脂与多种金属离子的相互作用进行研究，探索金属离子辅助载药的新模式，为提高SLNs的包封率提供新的途径。
　　方法:
　　采用一种新型的溶剂热方法，以磁铁矿和铁粉为原料，在适宜的温度下以有机溶剂和水为介质制备单分散的磁性Fe3O4纳米粒，并对温度和溶剂对Fe3O4纳米颗粒的相和粒径的影响进行了研究。利用粉末衍射、红外光谱、差热分析和振动样品磁强计对磁性颗粒进行表征。
　　以单硬脂酸甘油脂(GMS)为脂质，氢化大豆卵磷脂(HSPC)、泊洛沙姆188(F-68)为乳化剂，采用石墨炉原子吸收分光光度法测定顺铂含量，以包封率为指标，利用薄膜分散法对影响磁性固体脂质纳米粒包封率的处方因素进行正交实验，确定SLNs处方工艺。采用透射电子显微镜、Zetasizer粒度仪、红外光谱和荧光光谱探索制备固体脂质纳米粒的过程中，磁性颗粒两种不同的加入顺序对SLNs微观结构和物理化学性质的影响，并对药物体外释放进行质量评价。此外，通过动物实验对MSLNs的体内磁靶向性进行研究考察。昆明小鼠随机分为两组，A组不加磁场，B组小鼠左肾部位固定一圆柱形铷铁硼稀土磁铁，尾静脉注射MSLNs后，30min后脱颈处死，取血浆、脑、心、肝和左右肾脏，测量各组织中顺铂的含量。采用MTT方法考察顺铂溶液、普通SLNs及两种不同程序制备的MSLNs对人体宫颈癌SiHa细胞的体外细胞毒性。
　　制备4种金属离子（Cu2+，Zn2+， Mg2+，Mn2+）辅助载药的SLNs，利用红外光谱和荧光光谱对金属离子与类脂的相互作用机理进行分析，并探讨其提高载药率的机理。对金属离子辅助载药的SLNs体外释放进行质量评价，并采用MTT方法评价其对人体宫颈癌SiHa细胞的细胞毒性。
　　结果:
　　采用新型溶剂热方法，在120℃有机溶剂中制备得到均匀的Fe3O4纳米颗粒，粒子表面被有机基团所修饰，具有超顺磁性，平均粒径为8.9nm，粒径随着温度的升高而增大。在180℃的水介质中，制备得到纯相的Fe3O4粒子。Fe3O4纳米颗粒制备过程中，有机溶剂和水介质具有不同的机理。有机溶剂不仅是一种溶剂，也是一种均衡的还原试剂。与水溶剂相比，有机溶剂通过增加每单位面积的成核数量，诱导均匀成核，防止颗粒聚集，在溶剂热过程中表现出重要作用。
　　采用薄膜分散法制备顺铂磁性固体脂质纳米粒，正交实验设计筛选了制备MSLNs的最优处方为:GMS浓度=10 mg·mL-1; HSPC浓度=40mg·mL-1; F-68浓度=20 mg·mL-1;(GMS+HSPC)∶Fe3O4=3∶1(w/w);顺铂浓度=1 mg·mL-1。通过各种手段考察两种不同制备程序对SLNs微观结构的影响。结果表明:在程序Ⅰ中，磁性颗粒和类脂形成脂质薄膜，磁性颗粒分布于脂质层中;而程序Ⅱ中，磁性颗粒和药物混合后，水合脂质薄膜，此时磁性颗粒和药物包裹在脂质层内部。采用程序Ⅰ制备的MSLNs在药物包封率和磁性颗粒的含量上都优于程序Ⅱ，药物包封率分别为69.20±1.5％和57.65±3.2％，磁性颗粒的包封率分别为2.16±0.53和2.00±0.91 mg·mL-1，同时MSLNs药物包封率均高于普通SLNs。程序Ⅰ制备的MSLNs体外释药符合一级释药规律，而普通SLNs和程序Ⅱ制备的MSLNs符合Weibull释药规律。在体内靶向性实验中，由于在B组小鼠左肾部位施加一磁场，使得其左肾部位药物含量明显高于右肾(P＜0.05);对比不加磁场组（A组）左右肾药物含量没有明显差异（P＞0.05）。实验结果说明MSLNs作为顺铂载体，在动物体内具有明显的磁靶向效应，可以有效的运载顺铂至靶部位。在细胞毒性实验中，不同程序制备的MSLNs对细胞的毒性均较游离药物增高。这表明，在SLNs中镶嵌入MNs，提高了药物顺铂的包封率，从而显著提高细胞对顺铂的摄取。
　　由于金属离子与HSPC的磷脂酰基基团产生静电作用改变了HSPC的结构，并且随着金属离子原子序数的增加，离子半径的减小，金属离子与HSPC分子间的静电作用加强。金属离子辅助载药SLNs的药物包封率均高于普通SLNs，并且仍然保持着良好的缓慢释药性和细胞毒性。
　　结论:采用一种新型的溶剂热方法制备得到单分散的超顺磁性Fe3O4纳米颗粒，并以其为磁性材料，通过先将磁性颗粒与类脂相结合的方法制得的脂质纳米粒中，磁性颗粒能均匀分散在脂质层中，且磁性颗粒和药物的包封率均较高，正是由于较高的包封率，提高了实验细胞对药物的摄取，MSLNs的体外细胞毒性增强。同时，由于磁性颗粒的加入，在体内具有明显磁靶向性。本文中对磁性纳米颗粒不同装载方式的研究为磁靶向给药系统的研究提供了一定的借鉴。通过研究金属离子与类脂相互作用为探索金属离子辅助载药的新模式奠定了一定的理论依据。

目录

声明

摘要

引言

第一部分 新型单分散磁性Fe3O4纳米颗粒的制备

前言

材料与方法

结果

附图

讨论

小结

参考文献

第二部分 顺铂磁性固体脂质纳米粒的制备和性质的研究

前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

小结

参考文献

第三部分 金属离子辅助载药模型的探索

前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

小结

参考文献

综述 磁靶向制剂的研究进展

致谢

个人简历