紫杉醇肺部靶向给药系统—壳聚糖包裹的PLGA纳米粒

论文摘要

肺部癌症的发病率近几十年来急速上升,目前肺癌已经成为全世界发病率和死亡率最高的癌症,攻克肺癌已经成了人类癌症治疗中一个突出的课题。化疗是治疗肺癌的主要手段之一,尽管现在新的化疗药物并不少见,但由于缺乏靶向于肺癌的药物运输载体,使得化疗药物在临床上的疗效大打折扣,所以开发肺部靶向的药物输送平台已成了临床上的当务之急。紫杉醇是目前最成功的抗癌药物,在体外对肺癌细胞特别是非小细胞肺癌有着极好的疗效。本研究成功制备了壳聚糖包裹的紫杉醇PLGA纳米粒,并对纳米粒的粒径、包封率、载药量、体外释放进行了筛选,在扫描电镜和透射电镜下对纳米粒的外观进行了观察,用X射线衍射对纳米粒中药物的晶形做了检测。在体外的细胞试验中,考察了紫杉醇载药纳米粒对人肺癌细胞系A549、人乳腺癌细胞系MDA-MB-231和SK-BR-3的细胞毒性,并用香豆素载药的纳米粒探讨了癌细胞吞噬纳米粒的机理。将紫杉醇载药的普通PLGA纳米粒、壳聚糖包裹的PLGA纳米粒和药物溶液通过尾静脉注射到健康小鼠和肺癌模型小鼠体内,对血药浓度和组织浓度进行了检测。结果表明普通PLGA纳米粒和壳聚糖包裹的PLGA纳米粒在体内具有缓释效果,在组织分布试验中发现壳聚糖包裹纳米粒对肺部有靶向效果。进一步研究该靶向效果的机制发现：带正电的壳聚糖包裹纳米粒在体内同血浆中带负电的蛋白形成了松散的聚集体,这种聚集体在肺部被毛细血管丛拦截,使药物在肺部大量聚集。比较壳聚糖包裹纳米粒在健康小鼠和肺癌小鼠中的组织分布数据,发现纳米粒在肺癌组织中的药物浓度要大于它在健康肺组织中的药物浓度。探讨其机理如下：一方面癌组织的pH值比健康组织低,而壳聚糖包裹纳米粒在酸性条件下显示出更高的表面电势；另一方面癌细胞比正常细胞带有更多的负电荷,这两个因素使壳聚糖包裹纳米粒与癌组织的亲和力更强。本研究在体外细胞试验中模拟了体内环境,在不同pH值的细胞摄取试验和细胞毒性试验中证实了这个机制。最后,为了验证壳聚糖包裹纳米粒的疗效,进行了体内药效试验。证明了壳聚糖包裹的纳米粒疗效确切,确实减小了肺癌组织中癌症囊泡的数目,明显提高了肺癌小鼠的生存率和存活时间。本研究的创新点在于：1.首次提出了壳聚糖包裹纳米粒靶向于癌组织的机理,为癌症靶向制剂的开发提供了一个新的思路。2.首次将紫杉醇PLGA纳米粒用壳聚糖包裹,并证明了其药效。3.首次发现了壳聚糖包裹纳米粒静脉注射后在肺部的聚集,并解释了该现象。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 1.肺癌的发病率以及目前的治疗手段
• 1.1 肺癌发病率
• 1.2 肺癌的致病因素
• 1.3 肺癌的临床治疗方案
• 2.癌症靶向制剂的研究现状
• 2.1 靶向制剂的机制
• 2.2 目前肺部靶向制剂的种类和缺点
• 2.3 纳米粒控释系统作为癌症靶向制剂的优点
• 3.第四代抗癌药物—紫杉醇
• 3.1 紫杉醇药物的物理性质
• 3.2 目前市售的注射制剂泰素存在的问题
• 3.3 目前针对紫杉醇研发的新制剂
• 4.本文立题依据
• 5.高分子材料的选择
• 5.1 壳聚糖高分子
• 5.2 聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）高分子的特性
• 6.本课题的研究内容
• 参考文献
• 第一章 壳聚糖包裹的PLGA纳米粒的制备与研究
• 1.药物分析方法的建立
• 1.1 材料和仪器
• 1.2 色谱条件
• 1.3 检测波长的选择
• 1.4 供试品溶液的制备
• 1.5 标准曲线的绘制
• 1.6 精密度试验
• 1.7 重复性试验
• 1.8 溶液稳定性考察
• 1.9 回收率试验
• 2.纳米粒的制备
• 2.1 材料与仪器
• 2.2 壳聚糖包裹的PLGA纳米粒的制备
• 2.3 纳米粒中药物的载药率
• 2.4 不同浓度壳聚糖包裹纳米粒的粒径,粒径分布和表面电势的测定
• 2.5 扫描电镜（SEM）
• 2.6 透射显微镜（TEM）
• 2.7 X-射线衍射
• 2.8 体外释放试验
• 2.9 统计分析
• 3.试验结果
• 3.1 纳米粒的粒径和表面电势
• 3.2 扫描电镜试验（SEM）
• 3.3 血液孵育后的透射电镜试验
• 3.4 X-射线衍射试验
• 3.5 体外释放试验
• 4.讨论
• 4.1 纳米粒的粒径、多分散指数和包封率
• 4.2 纳米粒的体外释放
• 5.本章小结
• 参考文献
• 第二章 壳聚糖包裹的PLGA纳米粒体外细胞毒性研究
• 1.材料和仪器
• 1.1 材料
• 1.2 仪器
• 2.试验方法
• 2.1 乳化溶剂—蒸发法制备紫杉醇载药的壳聚糖PLGA纳米粒
• 2.2 乳化溶剂—扩散法制备紫杉醇载药的壳聚糖包裹PLGA纳米粒
• 2.3 乳化溶剂—蒸发法制备香豆素载药的壳聚糖PLGA纳米粒
• 2.4 细胞培养方法
• 2.5 细胞活性的检测方法（MTT法）
• 2.6 细胞摄取试验
• 2.7 统计分析
• 3.试验结果
• 3.1 细胞毒性试验
• 3.2 细胞摄取试验
• 4.讨论
• 4.1 细胞毒性试验
• 4.2 壳聚糖包裹纳米粒的优势
• 4.3 细胞对香豆素载药的纳米粒的摄取试验研究
• 5.本章小结
• 参考文献
• 第三章 体内药动学及生物分布研究
• 1.血浆中和组织中药物浓度的测定方法
• 1.1 材料和仪器
• 1.2 色谱条件
• 1.3 血浆样品采集与处理
• 1.4 血浆样品的处理和测定
• 1.5 组织样品采集与处理
• 1.6 组织样品的处理和测定
• 1.7 标准曲线的绘制
• 1.8 精密度试验
• 1.9 重复性试验
• 2.体内药动学和生物分布研究
• 2.1 材料和仪器
• 2.2 试验方法
• 3.试验结果
• 3.1 药物动力学研究
• 3.2 体内生物分布研究
• 4.讨论
• 4.1 药动学特征
• 4.2 壳聚糖包裹纳米粒蓄积于靶器官肺的机制
• 4.3 壳聚糖包裹的纳米粒的优势
• 5.本章小结
• 参考文献
• 第四章 靶向肺癌组织的机理研究
• 1.材料和仪器
• 1.1 材料
• 1.2 仪器
• 2.试验方法
• 2.1 紫杉醇载药的PLGA纳米粒的制备
• 2.2 香豆素载药的PLGA纳米粒的制备
• 2.3 肺癌模型小鼠的建立
• 2.4 不同pH下的纳米粒的表面电势的测定
• 2.5 不同pH下的体外的细胞摄取试验
• 2.6 共聚焦激光扫描显微镜观测不同pH下的体外的细胞摄取试验
• 2.7 不同pH下体外细胞毒性试验
• 2.8 共聚焦激光扫描显微镜观测香豆素载药的壳聚糖包裹纳米粒对肺癌组织的靶向效果
• 2.9 统计方法
• 3.结果
• 3.1 不同pH值环境下壳聚糖包裹纳米粒和普通纳米粒的表面电势
• 3.2 细胞培养介质pH值的变化对癌细胞对纳米粒摄取的影响
• 3.3 细胞培养介质pH值的变化对壳聚糖包裹纳米粒的细胞毒性的影响
• 3.4 共聚焦显微镜下观测壳聚糖纳米粒对肺癌组织的蓄积
• 4.讨论
• 4.1 在不同pH值下壳聚糖包裹和普通载药纳米粒的表面电势
• 4.2 周围环境pH值的变化对癌细胞摄取纳米粒的影响
• 4.3 周围环境pH值的变化对纳米粒的体外细胞毒性的影响
• 4.4 壳聚糖包裹的PLGA纳米粒对癌组织的更强亲和力
• 5.本章小结
• 参考文献
• 第五章 药效学研究
• 1.材料和仪器
• 1.1 材料
• 1.2 仪器
• 2.试验方法
• 2.1 肺癌模型小鼠的建立
• 2.2 药效学试验（肿瘤抑制研究）
• 2.3 药效学试验（体重以及生存率）
• 2.4 统计分析
• 3.结果
• 3.1 肿瘤小泡抑制试验
• 3.2 肺癌小鼠生存率和体重试验
• 4.讨论
• 4.1 肺癌抑制试验
• 4.2 生存率试验
• 5.本章小结
• 参考文献
• 全文结论
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况