纳米化卡马西平的粒径大小与小鼠血脑屏障穿透性及脑部蓄积情况的相关性研究

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目的:制备不同粒径的载药纳米粒子并探究纳米药物的粒径大小对其穿透BBB及在脑部蓄积的影响。方法:(1)通过纳米共沉淀法分别制备不同的空载体、载有抗癫痫药CBZ和荧光染料Di R的纳米粒子,并通过DLS、TEM对其进行表征;(2)通过紫外-可见光光谱测定纳米药物的载药量和包封率,通过HPLC研究纳米药物的体外释放行为;(3)通过MTT细胞毒性实验、溶血实验、血清生化分析和血液常规检测以及组织HE切片染色评估纳米药物的细胞毒性、血液相容性和生物安全性;(4)通过细胞摄取实验、溶酶体共定位实验以及动物离体成像分析、小鼠脑组织切片分析和CBZ在小鼠脑组织中的定量分析分别评估纳米粒子粒径大小对其细胞内吞和穿透BBB及在脑部蓄积的影响。结果:(1)成功制备三种不同粒径(60 nm,90 nm和120 nm)的载药纳米粒子,且所制备的纳米粒子具有均一的粒径和良好的分散性。(2)所制备的纳米粒子不会造成细胞毒性和红细胞的溶血,不会造成动物的肝功和肾功能改变以及血细胞数量上的改变,也不会对主要的器官(心、肝、脾、肺、肾)造成损伤,具有较低的细胞毒性和良好的生物安全性。(3)CLSM和流式细胞术的结果均显示随着孵育时间的延长,HCMEC/D3细胞对三种不同粒径纳米粒子的摄取量逐渐增加。其中具有最小粒径(60 nm)的纳米粒子的细胞摄取效率在每个时间点均高于其他两组,具有最大粒径(120nm)的纳米粒子的细胞摄取效率最低。(4)溶酶体共定位实验显示纳米粒子以细胞内吞的方式被HCMEC/D3细胞摄取。(5)通过动物离体成像分析、荧光半定量分析以及小鼠脑组织切片分析和CBZ在小鼠脑部的定量分析证明,纳米载体可以有效担载药物并显著提升药物在脑部的蓄积量,且最小粒径(60 nm)的纳米粒子显示出最强的脑组织荧光分布和最高的脑部药物浓度,最大粒径(120 nm)的纳米粒子的脑组织荧光分布最弱,脑部药物浓度最低。结论:(1)所制备的三种载卡马西平纳米粒子,均具有均一的尺寸分布和良好的水溶性,且显著降低卡马西平的细胞毒性,具有良好的血液相容性和生物安全性。(2)纳米粒子的大小是影响细胞摄取的重要因素,粒径较小的纳米粒子更容易被HCMEC/D3细胞内吞。(3)纳米粒子的大小是影响其穿透BBB的重要因素,粒径较小的纳米粒子更容易穿透BBB,从而增强药物在脑部的有效积累。
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