發(fā)布時間：2020-11-16 21:27

　　 近年來,隨著材料科學(xué)和納米技術(shù)的發(fā)展,納米藥物輸送體系的研究不斷深入,目前已成為腫瘤治療的研究熱點。與傳統(tǒng)小分子化療藥物相比,納米藥物載體能顯著提高負載藥物的腫瘤傳輸效率并降低藥物的副作用。納米藥物載體之所以能夠向腫瘤和正常組織差異性的輸送治療藥物,是基于其對腫瘤組織的高滲透性和滯留效應(yīng)(EPReffect)。由于腫瘤周圍血管異常和淋巴回流缺失,納米藥物載體可穿透腫瘤組織并在特定部位釋放藥物,從而減少對正常組織的損傷,減少副作用。然而,納米藥物載體在腫瘤中的傳輸過程主要包括血管傳輸,跨血管傳輸和腫瘤間質(zhì)傳輸三個主要步驟,而由于腫瘤生理的異常,如致密的細胞外基質(zhì)(ECM)、淋巴系統(tǒng)的缺失引起升高的間隙壓力等,每一個傳輸過程都是納米藥物載體向腫瘤實質(zhì)滲透時需要克服的屏障。通過EPR效應(yīng)被動富集在腫瘤的納米載體,雖然可以從血管中滲出,但不能有效的穿過ECM,只能在血管周圍不均勻堆積,無法有效的被癌細胞攝取,大大降低了抗腫瘤效果。另外由于EPR效應(yīng)受腫瘤位置,巨噬細胞浸潤量,孔徑大小等因素的影響,被動靶向僅限于某些類型的腫瘤,而且EPR效應(yīng)僅限于一些直徑大于約4.6 mm的實體瘤。為了克服這些缺點,本論文通過在納米載體表面共價修飾腫瘤靶向配體(苯硼酸、乳糖酸)及可以降解ECM的蛋白酶(菠蘿蛋白酶),構(gòu)成多功能納米載體,有望克服單功能納米藥物載體在腫瘤中的滲透障礙,增強藥物的腫瘤富集、滲透和細胞攝取,從而提高抗腫瘤效果。此外,由于天然高分子材料不僅來源廣泛,價格便宜,易修飾,能夠大批量的分離和提純,以及良好的生物相容性和生物可降解性,安全無毒等優(yōu)點。因此,本論文選擇以天然高分子為基材設(shè)計制備了一系列納米藥物傳遞系統(tǒng)�？傊�,本論文設(shè)計的多功能納米粒子具有設(shè)計簡單、結(jié)構(gòu)與功能精確可控以及生物可降解等優(yōu)點,對納米載體在抗腫瘤治療領(lǐng)域的應(yīng)用和新型納米載藥體系的發(fā)展意義重大。研究內(nèi)容主要分如下三個部分:(1)以生物相容性良好的明膠(Type B)為起始材料,通過去溶劑法成功制備了明膠納米粒子(NP1)。將腫瘤靶向配體3-羧基苯硼酸(3-CPBA)通過共價作用修飾在NP1表面構(gòu)建了具有腫瘤靶向功能的納米粒子(NP2)。通過透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)和動態(tài)光散射(DLS)研究了 NP1和NP2的形貌結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。結(jié)果表明,NP1和NP2均呈球形結(jié)構(gòu),并在各種條件下具有較好的動力學(xué)穩(wěn)定性。選擇阿霉素(DOX)作為抗腫瘤藥物模型并將其負載到NP1和NP2分別得到載藥納米粒子NP1-DOX和NP2-DOX,在不同pH值下考察了載藥納米粒子的藥物釋放行為,發(fā)現(xiàn)隨著pH從7.4下降到5.0,納米粒子的阿霉素釋放速率顯著增加。分別利用平面細胞模型(SH-SY5Y細胞、H22細胞和HepG2細胞)和三維(3D)培養(yǎng)的多細胞球體(SH-SY5YMCS)通過激光共聚焦顯微鏡(CLSM)、流式細胞儀(FCM)和MTT法等系統(tǒng)研究了 NP1-DOX和NP2-DOX的體外細胞攝取及細胞毒性。最后,通過H22荷瘤小鼠模型利用近紅外活體成像儀、腫瘤組織病理學(xué)分析、抗腫瘤實驗等方法研究了兩種載藥納米粒子的腫瘤富集、滲透及抑制能力。所有結(jié)果表明,通過3-CPBA的修飾,可以顯著提高納米粒子的腫瘤識別能力,從而提高其在腫瘤部位的富集和抗腫瘤效果。(2)以水溶性和生物相容性優(yōu)良的羧甲基殼聚糖(CMCS)為起始材料,通過去溶劑法制備了羧甲基殼聚糖納米粒子(CM NPs)。選擇3-羧基苯硼酸(3-CPBA)作為腫瘤靶向配體,將其修飾到CMNPs表面得到具有腫瘤靶向功能的納米粒子(CB NPs)。利用動態(tài)光散射(DLS)、透射電鏡(TEM)和掃描電鏡(SEM)對兩種納米粒子的粒徑大小、形貌結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性進行表征。結(jié)果表明,CMNPs和CBNPs均顯示接近球形結(jié)構(gòu),大小均一,且在各種條件下具有較好的動力學(xué)穩(wěn)定性。阿霉素(DOX)作為模型藥物成功包載于納米粒子得到載藥納米粒子CM-DOX和CB-DOX NPs。通過單層細胞模型和三維多細胞球體(MCS)研究了這些載藥納米粒子的生物學(xué)效應(yīng)。結(jié)果表明3-CPBA的修飾可以提高納米粒子的腫瘤富集和滲透能力。利用H22腫瘤肺轉(zhuǎn)移小鼠模型評價了這些載藥納米粒子的體內(nèi)抗腫瘤效果。結(jié)果表明,與CM-DOXNPs相比,CB-DOX NPs具有較好的腫瘤富集和滯留能力,從而顯著減小了 H22腫瘤肺轉(zhuǎn)移小鼠的腫瘤大小。所有結(jié)果證明,CBNPs作為一種新型納米藥物載體,在腫瘤靶向給藥方面具有很大的潛力。(3)腫瘤細胞外基質(zhì)(ECM)是阻礙藥物在腫瘤組織中擴散的主要障礙。針對此問題,選擇良好生物相容性的殼聚糖作為起始材料,首先利用乳糖酸與腫瘤細胞表面過表達受體(脫唾液酸糖蛋白)的特異性識別作用,將腫瘤靶向配體乳糖酸修飾到殼聚糖表面得到腫瘤靶向的聚合物(CLA),通過去溶劑法成功制備了 CLANPs。隨后通過共價作用將菠蘿蛋白酶修飾在CLANPs表面得到CLAB NPs,提高其穿透ECM到達腫瘤細胞的能力。利用動態(tài)光散射(DLS)、透射電子顯微鏡(TEM)和掃描電子顯微鏡(SEM)測定和觀察了這些納米粒子的粒徑大小、形貌結(jié)構(gòu)以及在不同條件下的穩(wěn)定性。將阿霉素(DOX)作為模型藥物成功包載于CLA和CLABNPs,并在三種不同pH(7.4,6.5和5.5)下考察了其藥物釋放曲線。酶活性實驗證明,修飾到納米粒子表面的菠蘿蛋白酶仍保持其酶活性。利用HepG2和SH-SY5Y細胞進行了細胞攝取和細胞毒性實驗,結(jié)果表明,與游離DOX相比,乳糖酸修飾的腫瘤靶向納米粒子顯示出對肝癌細胞的高選擇性以誘導(dǎo)有效的細胞毒性作用。體外三維(3-D)培養(yǎng)的多細胞球體(SH-SY5Y和 HepG2MCS)實驗表明 CLAB-DOXNPs顯著提高了 DOX 在 MCS中的滲透。體內(nèi)藥物分布和抗腫瘤活性結(jié)果表明,乳糖酸和菠蘿蛋白酶雙功能化的納米粒子,由于其具有主動靶向功能和降解ECM能力,因此可以遞送更多的藥物到達腫瘤組織,具有較好的腫瘤抑制能力。
【學(xué)位單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R943;R96
【部分圖文】：

ａ）目前主要的腫瘤治療手段（手術(shù)、放療、化療）；（ｂ）納米藥物臨床腫瘤治療［１７１。??１－１?（ａ）?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃａｎｃｅｒ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｔｙｐｉｃａｌｌｙ?ｉｎｖｏｌｖｅｓ?ｓｕｒｇｅｒｙ?ｃｏｍｂｉｎｅｄ?ｗｉｒａｐｙ?ａｎｄ?ｒａｄｉｏｔｈｅｒａｐｙ；?（ｂ）?Ｃａｎｃｅｒ?ｎａｎｏｍｃｄｉｃｉｎｅｓ?ｔｈａｔ?ａｒｅ?ｂｅｉｎｇ?ｕｓｅｄ?ｉｎｃｌｉｎｉｃ?ｔｏｄａｙ．??，相比于手術(shù)和放療，在全身性抗腫瘤治療屮化學(xué)藥物治療足目前的方法之一｜１８１。然而，很多化療藥物都是疏水小分子，它們的水降解快、在生物體內(nèi)的分布缺乏特異性，尤其令醫(yī)生和患者汎喪的物具有嚴重的系統(tǒng)毒性，由此給其臨床應(yīng)用帶來很多Ｈ題，如劑量著劑量增加毒性也增加）、治療窗口窄，臨床獲益十分有限ｉ｜９，２Ｑｉ。的這些缺點和癌癥給人類帶來的沉重負擔(dān)，開發(fā)無毒、安全和高效系顯得尤為重要。其中，隨著材料科學(xué)和納米技術(shù)的發(fā)展，納米藥研究不斷深入，目前己成為腫瘤治療的研宄熱點｜２１ｉ?（圖ｉ－ｉ?（ｂ））

隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，一系列新興的納米技術(shù)平臺為腫瘤治療??提供了新的思路和希望。將傳統(tǒng)治療技術(shù)和納米技術(shù)結(jié)合，己經(jīng)成為一種更加有??效和更加安全的重要手段［２２］。圖１－２是納米醫(yī)療在腫瘤領(lǐng)域的主要發(fā)展歷史時??間表，從圖可以看出納米技術(shù)在過去的幾十年間對腫瘤學(xué)的發(fā)展做出了重要貢獻??丨＇２３］。尤其在１９８６年研宄人員發(fā)現(xiàn)高通透性和滯留效應(yīng)（Ｅｎｈａｎｃｅｄ?ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ?ａｎｄ??ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ?ｅｆｆｅｃｔ，ＥＰＲ）［２４，２５］Ｈ，納米藥物載體的研宄得到了快速發(fā)展［２６］�；�于實??體瘤的ＥＰＲ效應(yīng)設(shè)計的納米藥物載體不僅可以改變小分子化療藥物的藥理學(xué)性??質(zhì)，如增加其穩(wěn)定性、溶解性、循環(huán)半衰期等，而且可以將藥物特異性輸送至腫??瘤組織、細胞甚至細胞器，進而實現(xiàn)腫瘤部位藥物持續(xù)釋放或者刺激響應(yīng)性藥物??釋放來提升藥物療效的同時降低毒性。在臨床上

能夠過濾大約１８０升的液體或６０倍體積的血漿Ｉ６８］。經(jīng)過腎臟過濾的代謝分子和??納米顆粒需要通過腎小球毛細血管和基底膜孔（７０－１００?ｎｍ）的內(nèi)皮細胞，然后??通過由足細胞形成的上皮細胞１６９１?（圖１－４）。納米顆粒的尺寸和電荷是腎臟清除??的兩個決定性因素。正常情況下小于６?ｎｍ的納米顆粒更容舄迪過竹臟沾除，人??７??
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本文編號：2886688