含二硫键双响应壳聚糖基药物载体的制备与性能研究

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据世界卫生组织统计,癌症是当今全球第二大死亡原因。由于在癌症后期肿瘤细胞会广泛扩散,主要依靠抗癌药物诱导肿瘤细胞凋亡的化学治疗成为了肿瘤治疗的主要方法之一。然而目前药物治疗仍然存在一些重要难题,如药物载体在血液循环中稳定性差、肿瘤细胞周围的渗透性差、药物提前释放和缺乏靶向性等。靶向和局部递送化学治疗剂不仅有助于减少毒副作用,还可以提高药物的治疗效果。为此,本文分别合成了对p H和谷胱甘肽(GSH)双重响应的载药羧甲基壳聚糖(DOX@CMC-SS-CMC)凝胶和对GSH和透明质酸酶(Halys)双重响应的载药透明质酸/壳聚糖(DOX@m HA/CS-SS-CS)微球。前者的目的是为了解决药物的提前释放和肿瘤细胞周围渗透性差的问题。后者利用透明质酸壳层进一步解决载体血液稳定性差和不能靶向肿瘤细胞的问题。本论文主要研究内容和结果如下:(1)设计并制备了具有p H和GSH双响应性的DOX@CMC-SS-CMC凝胶。首先合成了可以溶于水的羧甲基壳聚糖(CMC),然后和2,2’-二硫代二苯甲酰氯反应生成二硫键交联的羧甲基壳聚糖(CMC-SS-CMC)凝胶。在不同p H和GSH浓度下表征了CMC-SS-CMC凝胶的平衡溶胀曲线,证明其具有p H和GSH双响应性。通过紫外分光光度计表征载药凝胶在84 h内的药物释放曲线,在p H7.4的PBS缓冲液中,有13.3%的药物被释放,而在p H 5.5时其药物释放率达到了36.5%,在10 m M GSH的PBS缓冲液中药物释放率达到了91.5%。这证明了DOX@CMC-SS-CMC凝胶具有p H和GSH双响应性,可以在低p H和高GSH浓度下药物释放。(2)制备了具有靶向性的电荷反转逐级Halys和GSH双重响应的透明质酸/壳聚糖(m HA/CS-SS-CS)核壳微球。首先通过反相微乳液法制备了CS-SS-CS微球,然后和甲基丙烯酸酯化的透明质酸通过静电相互作用自组装为m HA/CS-SS-CS微球。通过激光粒度仪(DLS)表征了微球的尺寸分布和表面Zeta电位大小。这种从正电荷到负电荷的转变,证明了该核壳结构微球具有电荷反转性。测定了m HA/CS-SS-CS微球在不同Na Cl、p H、GSH和Halys浓度下的稳定性,证明m HA/CS-SS-CS微球具有Halys和GSH双响应性。(3)研究了DOX@m HA/CS-SS-CS微球的体外细胞毒性和药物释放。MTT法表征了不同浓度的m HA/CS-SS-CS微球和DOX@m HA/CS-SS-CS微球在24 h和48 h对He La细胞的体外细胞毒性。空白微球表现出较低的细胞毒性,而包载药物的微球表现出了较大的细胞毒性。测试了DOX@CS-SS-CS微球在不同GSH浓度下的药物释放曲线,结果表明在10 m M GSH的PBS缓冲液中DOX在84 h后释放率为91.2%。测试了DOX@m HA/CS-SS-CS微球在不同GSH+Halys浓度下的药物释放曲线,在10 m M GSH+150 unit/m L Halys的PBS缓冲液中DOX释放率为88.0%。其主要释药机理为:当DOX@m HA/CS-SS-CS微球靶向到达肿瘤部位之后,高的Halys含量使得m HA被降解,暴露出内部带正电荷的DOX@CS-SS-CS微球,其与带负电荷的细胞膜结合胞吞进入肿瘤细胞内部。同时又因为肿瘤细胞内部较高的GSH含量,使得微球的二硫键发生断裂,微球瓦解,将内部的DOX释放出来。这表明成功制备的双响应药物载体在肿瘤治疗方面具有潜在的应用价值。
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