海藻酸纳米药物传输体系的研究

【摘要】在近几十年内,具有生物相容性和生物可降解性的纳米微粒,由于其在药物传输领域的优势而受到广泛关注。纳米微粒是指尺寸在1微米以内的由天然材料或合成材料制备的微粒,近年来成为在药物传输研究中的一个重要方面,由于其能够负载多种药物并能够传输到身体的各个部分,同时在一段时间内持续释放其负载的药物。纳米微粒不仅可以对药物进行有效负载,还可以提高药物的溶解性,稳定性和生物利用度,同时能够提高药物的效力,降低药物的副作用。除此之外,尺寸大小在几百纳米的纳米微粒,可以通过固体肿瘤的高渗透性血管和较弱的淋巴循环来被动地向肿瘤富集,该效应称为肿瘤高通透和滞留效应(EPR),这将极大地增强负载药物的抗肿瘤效果。目前,对纳米微粒的研究和改进的一个重要任务,就是提高其负载和传输的药物在肿瘤内的浓度,同时延长药物在肿瘤内的驻留时间。海藻酸(ALG)是一类线性的天然大分子多糖材料,其分子由古罗糖醛酸(α-L-guluronicacid)和甘露糖醛酸(β-D-mannuronic)组成,具有很好的生物相容性和生物可降解性,同时没有任何毒性。近年来,海藻酸广泛地用于制备纳米微粒并用于药物传输和疾病诊断等方面。但是,这些体系中的海藻酸纳米微粒的粒径通常较大,同时其粒径的分布往往较宽,限制了其在药物传输等领域的应用。本文通过大分子静电自组装,大分子离子对复合体,共价交联等方法,制备了一系列粒径较小且分布均一的海藻酸纳米微粒和纳米凝胶,并负载模型药物阿霉素(DOX),通过体外细胞共培养,近红外活体荧光成像,动物模型体内抗肿瘤,以及药物的体内分布等实验,对载药海藻酸纳米微粒的体内外抗肿瘤效果进行评估。本文主要包括以下五个部分：(1)选用分子中具有大量羧基的海藻酸,与分子中带有胺基的可聚合单体2(二乙胺基)甲基丙烯酸乙酯(DEA),在水中形成大分子-单体对,通过引发DEA聚合,制备出粒径单一分散的ALG-PDEA纳米微粒。这种方法不需要有机溶剂或表面活性剂,反应简单可控同时条件温和。对ALG-PDEA纳米微粒进行了一系列的表征,通过负载抗肿瘤药物DOX,研究了负载DOX的ALG-PDEA纳米微粒的体内外抗肿瘤效果。通过实验发现,ALG-PDEA纳米微粒能提高DOX的血液循环时间和肿瘤内药物浓度,显著抑制肿瘤的增长。(2)通过ALG与分子中含有两个胺基的小分子2,2’-(乙烯二氧)双乙胺(DA)在水中生成静电复合物,在不良溶剂的作用下形成纳米微粒,并通过Ca2+交联得到粒径分布均一的ALG纳米微粒。通过负载抗肿瘤药物DOX,体外细胞毒性实验,体内近红外荧光活体成像,以及鼠源肝癌H22肿瘤动物模型的体内抗肿瘤效果等实验,研究了ALG纳米微粒作为药物载体时,其在体内外的药物传输行为,以及肿瘤抑制性能。结合体内药物分布等实验结果,证明了负载DOX的ALG纳米微粒对于鼠源肝癌H22肿瘤动物模型,相比裸药DOX具有更强的抑制肿瘤生长的效果,同时能够延长动物的存活时间。(3)为了进一步加强ALG-PEG-PDEA纳米微粒的隐形能力,延长其血循环的时间,我们将羧基封端的PEG与海藻酸钠分子链上的羟基进行酯化反应,制备了共价连接PEG的海藻酸,进而合成了表面PEG化的ALG-PEDA纳米微粒(ALG-PEG-PDEA)。研究了ALG-PEG-PDEA纳米微粒作为DOX的载体及对DOX的传输行为。通过体外细胞毒性实验,体内近红外荧光活体成像,体内抗肿瘤效果,以及体内药物分布等实验,证明了负载DOX的ALG-PEG-PDEA纳米微粒的体内抗肿瘤效果好于裸药DOX,同时能够延长动物的存活时间。(4)为了提高ALG纳米微粒的体内外稳定性,将上述纳米微粒的物理交联转换为共价交联。通过对ALG的甲基丙烯酸酯化,在ALG分子主链上引入双键,并在含双键的交联剂的存在下,通过共聚合反应,在水溶液中制备了一种新颖的,粒径分布均一的,具有较高pH稳定性的ALG纳米凝胶,并对这些体系进行了生物学研究。通过实验证实,实验制备的载药纳米凝胶具有相对裸药DOX更好的肿瘤抑制效果,同时能够延长实验小鼠的存活时间,降低DOX的心脏毒性。(5)对纳米微粒在双重药物负载和靶向基团修饰等方面进行了初步研究,选用了环形RGD和奥曲肽对纳米凝胶进行了修饰,用顺铂和DOX进行双药负载。通过实验,研究了表面修饰靶向基团的纳米微粒的肿瘤富集效果,并考察了同时负载顺铂和DOX的纳米微粒的药物释放和细胞毒性,为以后的体内抗肿瘤效果实验研究打下了基础。
【作者】程远；
【导师】蒋锡群；
【作者基本信息】南京大学，高分子化学与物理，2012，博士
【关键词】海藻酸；纳米微粒；阿霉素；药物传输；EPR效应；抗肿瘤效果；

【参考文献】
[1]蒋杨永.浙江中小企业虚拟产业集群构建与运行研究[D].浙江工业大学,2009.
[2]王永周.基于FPGA的脉冲治疗仪的研制[D].河北大学,电路与系统,2014,硕士.
[3]任荟璇.视网膜分支静脉阻塞黄斑区缺血与视网膜厚度及功能的相关性分析[D].遵义医学院,眼科学（专业学位）,2014,硕士.
[4]欧高志.基于微流控芯片的浓度梯度实现新方法及其应用研究[D].华中科技大学,2013.
[5]黄鹏程,杨庆华,鲍官军,王志恒,都明宇,张立彬.新型气动弯曲关节的静态特性分析[J].机器人,2013,01:67-72.
[6]宋志刚.土地资源可持续利用与保护研究[D].内蒙古师范大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[7]罗劲松.大型光伏电站低电压穿越技术研究[D].宁夏大学,电路与系统,2014,硕士.
[8]刘佳.冲击损伤后RC短柱剩余承载能力试验研究[D].哈尔滨工业大学,岩土工程,2014,硕士.
[9]王菲（ValentinaCruciani）.Faleria风干火腿公司中国市场进入策略研究[D].华东理工大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[10]田蕉.永磁同步电机SVM-DTC控制策略研究[D].南京航空航天大学,电力电子与电力传动,2004,硕士.
[11]邵泽玲.论确定图的最小亏格[D].北京交通大学,2008.
[12]贺兆全,张保庆,刘原英,左黄金,常德双,曹雪锋,曾友爱,曾天玖.双检理论研究及合成处理[J].石油地球物理勘探,2011,04:522-528+667+492.
[13]王洪凤.刑事轻微程序性违法处置规则研究[D].西南政法大学,诉讼法学,2012,硕士.
[14]高会军,王常虹.不确定离散多时滞系统的时滞相关鲁棒镇定[J].自动化学报,2004,05:789-795.
[15]武森,杨柳.客户关联聚类在电信客户关系管理中的应用[J].科技和产业,2005,11:6-8+17.
[16]徐建国.PLC在铜水平连铸中的应用[J].冶金自动化,1995,01:49-50.
[17]晏利姣.中医医院护士中医药素养评价指标体系的构建研究[D].北京中医药大学,中医护理学,2014,硕士.
[18]刘泽伟.Linux平台下基于IPv4/IPv6的企业网关设计与实现[D].武汉邮电科学研究院,通信与信息系统,2012,硕士.
[19]魏巍.基于非平稳时序分析的滚动轴承故障诊断方法研究[D].湖南工业大学,控制理论与控制工程,2012,硕士.
[20]林惠茹.深圳特区初二年级幸福课探究[D].华中师范大学,教育管理,2012,硕士.
[21]李小冬.电针夹脊穴治疗椎动脉型颈椎病的临床研究[D].黑龙江中医药大学,中医骨伤学（专业学位）,2013,硕士.
[22]朱彪.基于轮胎磨损的前悬架和转向系统联合优化设计[D].湖南大学,车辆工程,2011,硕士.
[23]丁元帅.高职院校网球选修课分层教学的实验研究[D].苏州大学,体育教育训练学（专业学位）,2013,硕士.
[24]史舟,梁宗正,杨媛媛,郭燕.农业遥感研究现状与展望[J].农业机械学报,2015,02:247-260.
[25]马万林.花卉图案在湘绣服装设计中的创新应用[D].湖南师范大学,设计艺术学,2013,硕士.
[26]李春宜.宝钢材料计算机管理系统开发成功[J].冶金自动化,1996,01:14.
[27]王小晔.心理测评在上海警察招募与甄选中应用的研究[D].华东师范大学,应用心理学,2004,硕士.
[28]屯妮萨·麦提赛伊迪.不同精粗比日粮、粗料型日粮添喂烟酰胺对绵羊瘤胃微生物代谢的影响[D].新疆农业大学,动物营养与饲料科学,2012,硕士.
[29]李朗.二维条码识读用嵌入式系统设计与研究[D].湖北大学,微电子学与固体电子学,2012,硕士.
[30]郑美娟.基于光诱导介电泳全自动微观操作系统研究[D].沈阳理工大学,模式识别与智能系统,2013,硕士.
[31]林婷婷,吕秋丰.氮掺杂石墨烯的制备及应用[J].功能材料,2015,05:5007-5012.
[32]类延辉.大城市边缘型高技术产业开发区城市设计初探[D].西安建筑科技大学,城市规划与设计,2004,硕士.
[33]孟祥东.转炉余热烟道热应力计算[D].东北大学,机械设计及理论,2009,硕士.
[34]代海.磨料电化学射流加工过程数值模拟及实验研究[D].哈尔滨工业大学,机械工程,2013,硕士.
[35]刘军.镇海炼化氢气网络优化研究[D].浙江大学,化学工程,2004,硕士.
[36]赵晓宁.上市公司内部控制信息披露质量影响因素研究[D].河北经贸大学,会计,2014,硕士.
[37]许奕帅.电子驱鼠器及其在电力安全生产中的应用研究[D].华侨大学,电子技术应用（专业学位）,2013,硕士.
[38]彭敬曼.美国337调查程序规则分析[D].苏州大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[39]张柏华,李虹,王博宇,刘永迪,李文静.混沌SPWM功率变换器IGBT的Icepak温升仿真与实验[J].电源学报,2014,03:42-46.
[40]李蕙萱.建构主义观点下的中学数学建模教学研究与实践[D].福建师范大学,教育,2003,硕士.
[41]岳昆.得尔布干矿区激发极化法有效性的应用研究[D].长安大学,地球探测与信息技术（专业学位）,2014,硕士.
[42]关亮.大型离心压缩机半开式叶轮级内瞬态气动特性研究[D].大连理工大学,动力机械及工程,2013,硕士.
[43]鲁良.变革型领导对情感承诺影响研究[D].浙江理工大学,企业管理,2013,硕士.
[44]齐岩.草酸铈搅拌槽混合过程的CFD模拟及结构优化[D].内蒙古科技大学,机械工程,2014,硕士.
[45]蓝章礼.基于不确定推理的学生兴趣与习惯模型研究[D].重庆大学,2004.
[46]夏艺诚.涉林企业并购融资行为研究[D].中南林业科技大学,农村与区域发展,2013,硕士.
[47]郑泉.专家系统在降落伞集成设计系统中应用的研究[D].南京航空航天大学,计算机软件与理论,2004,硕士.
[48]江晨晓.基于DM6446的智能交通信息采集系统及其关键技术研究[D].杭州电子科技大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[49]黄佳玲.粗糙集在不完备数据分析中的理论与方法研究[D].江苏科技大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[50]李影.贾格尔女权主义政治哲学思想研究[D].黑龙江大学,国外马克思主义研究,2013,硕士.