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1、油酰壳聚糖纳米粒作为抗肿瘤药物载体的研究 S e l f - a s s e m b l e dN a n o p a r t i c l e sB a s e do nO l e o y l - - c h i t o s a n a sA n t i t u m o r D r u g C a r r i e r s 学位论文完成日期：型里! 玉兰里 指导教师签字： 答辩委员会成员签字： 学位论文作者签名：易援讶签字日期：知辉歹月易日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅
2、。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息 研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公 众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：导师签字： 签字日期：p 年岁月杉日 签字日期：铷l ，年月矽日 。化 胞的 最终 导致治疗效果不理想。纳米技术的发展使得纳米给药系统在癌症治疗领域显示出 巨大潜力，纳米药物载体由于可以改善药物的溶解性，增强药物的靶向性，并对 药物进行缓控释而受到广泛关注。壳聚糖( c h i t o s a n ，C
3、 S ) 因具有良好的生物相 容性和生物可降解性而被广泛用于药物载体的研究，其中，疏水改性壳聚糖纳米 粒是一类极具应用前景的抗肿瘤药物载体。本论文利用油酰氯对壳聚糖进行疏水 改性得到油酰壳聚糖复合物( o l e o y l c h i t o s a n ，O C S ) ，通过O W 乳化法制备O C S 纳米粒，并对O C S 纳米粒作为抗肿瘤药物载体的可行性进行了研究。 利用盐酸降解法制备了不同分子量的C S 样品，采用油酰氯和C S 反应的方 法制备了不同取代度的O C S ，红外光谱和核磁光谱检测证明油酰基团成功引入 C S 分子中。取代度分析表明，制备得到的O C S 样品的取代
4、度分别为5 ，1 1 和2 7 。采用O W 乳化法制备得到O C S 纳米粒。不同取代度O C S 纳米粒的平 均粒径呈正态分布，分布范围较窄，且纳米粒的平均粒径随油酰基取代度的增大 而减小。不同分子量的O C S 纳米粒近似球形，形态完整，且纳米粒的粒径随C S 分子量的增大而增大。 溶血实验表明，不同实验条件下O C S 纳米粒溶液的溶血率均低于5 ，符合 生物医用材料对溶血率的要求。随着O C S 取代度的增加，纳米粒对牛血清白蛋白 ( b o v i n es e r u ma l b u m i n ，B S A ) 及小牛血清( b o v i n ec a l f s e r
5、u m ，B C S ) 的吸附量 减少。O C S 纳米粒对B S A 及B C S 蛋白的吸附具有一定的时间和浓度依赖性：随着 反应时间的延长，O C S 纳米粒对B S A 及B C S 总蛋白的吸附量逐渐增加，在前8h 内 基本达到吸附平衡；随着O C S 纳米粒浓度的增大，O C S 纳米粒对蛋白的吸附量也 相应增加。不同实验条件下，o c s 纳米粒对B S A 和B C S 有一定量的吸附但处于较 低的水平，具有较好的血液相容性。M T T 检测结果显示，O C S 纳米粒对胎鼠皮肤 成纤维细胞( m o u S ee m b r y of i b r o b l a s t s
6、 ，M E F ) 未表现出明显的细胞毒性。 以阿霉素( d o x o r u b i c i n ，D O X ) 为模型药物，对载药O C S 纳米粒的药物包载 和释放性能进行了检测。纳米粒的红外光谱和粒径分布检测证实O C S 纳米粒对 D O X 的负载。载药O C S 纳米粒( D O X O C S 纳米粒) 呈球形，形态完整。对D O X O C S 纳米粒的载药量和载药率研究表明：不同取代度和分子量的O C S 纳米粒的载药率 均高于4 0 ，且取代度越高，O C S 纳米粒对D O X 的载药率越高，载药量越大；分 子量越高，O C S 纳米粒对D O X 的载药率越低，载
7、药量也越小。对D O X O C S 纳米 粒体外释药行为研究的结果表明：在p H3 8 的条件下，D O X 在6h 内释放完全； 在p H6 8 的条件下，载药纳米粒对D O X 在6h 内突释然后缓释至7 2h ，具有较好的 药物缓释效果。在p H6 8 的条件下，不同取代度和分子量的O C S 纳米粒均表现出 一定的药物缓释性能，且O C S 取代度的提高和分子量的增大可以增强缓释效果。 空白O C S 纳米粒、D O X O C S 纳米粒以及游离D O X 对人宫颈癌细胞H e L a 、人 肺癌细胞A 5 4 9 、人肝癌细胞B c l 7 4 0 2 以及人胃癌细胞S G C
8、一7 9 0 1 四种肿瘤细胞体 外生长的抑制实验结果表明，空白O C S 纳米粒无显著细胞毒性；D O X O C S 纳米 粒及游离D O X 对四种肿瘤细胞的体外生长均表现出一定的抑制作用。随着纳米 粒中负载的D O X 浓度的增大和作用时间的延长，D O X O C S 纳米粒和游离D O X 对 肿瘤细胞生长的抑制率增大，但不同浓度D O X O C S 纳米粒对不同细胞的抑制效 果有所不同。在药物浓度为0 0 5ug m E 至lug m L 时，D O X O C S 纳米粒对四种肿 瘤细胞表现出较游离D O X 更高的生长抑制率；在药物浓度为5l lg m L 至1 0 pg
9、m L 时，D O X O C S 纳米粒对A 5 4 9 和H e L a 细胞表现出较游离D O X 高的生长抑制率，而 对于B e l 7 4 0 2 和S G C 7 9 0 1 细胞而言，D O X O C S 纳米粒的生长抑制率与游离D O X 无显著差别。不同分子量D O X O C S 纳米粒对四种肿瘤细胞生长均表现出明显的 浓度和时间依赖性的抑制作用，且随着O C S 分子量的增大，D O X O C S 纳米粒对 四种肿瘤细胞生长的抑制率下降。 对空白O C S 纳米粒、D O X O C S 纳米粒以及游离D O X 尾静脉注射后对S 1 8 0 荷 瘤小鼠的体内抑瘤效果
10、进行检测的实验结果证明，D O X O C S 纳米粒可显著抑制 S 1 8 0 荷瘤小鼠的实体瘤的生长，较游离D O X 具有更强的抗肿瘤活性。此外，O C S 纳米粒对D O X 的负载减少T D O X R , 寸正常组织和器官的损伤，有效降低了药物的 毒性。 以A 5 4 9 和R A W 2 6 4 7 为模型细胞对荧光标记O C S 纳米粒( F I T C O C S 纳米 粒) 的细胞摄取情况的研究结果表明，A 5 4 9 细胞和R A W 2 6 4 7 细胞对F I T C O C S 纳米粒的摄取具有明显的时间和浓度依赖性，随着作用时间的增长和纳米粒浓度 的增大细胞摄取量
11、逐渐增加，且在实验选择的时间和浓度范围内细胞对纳米粒的 摄取均未呈现饱和状态。当作用时间小于2h 时，R A W 2 6 4 7 细胞对F I T C O C S 1 1 纳米粒的细胞摄取量高于A 5 4 9 细胞对纳米粒的摄取量；而作用时间超过2h 时， A 5 4 9 细胞对纳米粒的摄取量高于R A W 2 6 4 7 细胞对纳米粒的摄取量，表明其用作 抗肿瘤药物的缓释载体是可行的。此外，O C S 取代度越高，A 5 4 9 细胞对纳米粒 的摄取量越大。 以健康昆明小鼠为模型对F I T C O C S 纳米粒的组织分布情况进行检测。实验 结果表明，注射后1d ，F I T C O C
12、S 纳米粒在肝脏、脾脏和肺部的分布较少，在肾 脏和血液中分布较多，随着作用时间的增长，F I T C O C S 纳米粒在肝脏、脾脏和 肺部的分布增加，在肾脏和血液中的含量降低。 综上所述，本研究证实了O C S 纳米粒是一种生物相容性良好且具有一定缓 释功能的纳米材料，载药纳米粒较游离药物具有更强的体内、体外抗肿瘤作用， 适合于用作疏水性抗肿瘤药物的载体。 关键词：油酰壳聚糖；纳米粒；阿霉素；抗肿瘤；药物载体 I V S e l f - a s s e m b l e dN a n o p a r t i c l e sB a s e dO HO l e o y l - c h i t o
13、s a na s A n t i t u m o rD r u gC a r r i e r s A b s t r a c t I nc a n c e rt h e r a p y , e f f e c t i v et r e a t m e n to fc h e m o t h e r a p yi so f t e nl i m i t e db yi t s u n f a v o r a b l es p e c i f i c i t y , g r e a ts i d ee f f e c t sa n dm u l t i d r u gr e s i s t a n
14、 c e ( M D R ) T h e d e v e l o p m e n to fn a n o t e c h n o l o g ye n a b l e sn a n o d r u gc a r r i e r s ，w h i c hc a l li m p r o v ed r u g s o l u b i l i t y , e n h a n t e a n t i - t u m o re f f e c ta n dr e d u c es i d ee f f e c t s ，t o b eu s e di n c h e m o t h e r a p y
15、C h i t o s a n ( C S ) i sap o s i t i v ep o l y s a c c h a r i d ew i t hg o o db i o c o m p a t i b i l i t y H y d r o p h o b i c a U ym o d i f i e dc h i t o s a n b a s e dd r u gd e l i v e r ys y s t e m ss h o wg r e a tp o t e n t i a l a sa n t i t u m o rd r u gc a r r i e r s I nt
16、h i sp a p e r , o l e o y l - c h i t o s a n ( o c s ) i ss y n t h e s i z e db y r e a c t i n gc h i t o s a nw i t ho l e o y lc h l o r i d e O C Sn a n o p a r t i c l e sa r ep r e p a r e db ya nO W e m u l s i f i c a t i o nm e t h o da n di n v e s t i g a t e da sa n t i t u m o rd r u gc a r r i e r s C Ss a m p l e sw i t hd i f f e r e n tm o l e c u l a rw e i g h ta r ep r e p a r e db ya c e t i c a c i d h y d
