离子诱导柞蚕丝素蛋白微球的形成及其在药物缓释上的应用

摘要

桑蚕丝素蛋白由于其优异的生物相容性、可生物降解性和透气透氧性而广泛应用在手术缝合线、伤口辅料、酶固定化材料、组织工程以及药物缓释材料等方面。柞蚕丝素蛋白除具有桑蚕丝素蛋白在生物医药领域的优点外,它还含有RGD三肽序列,作为伤口敷料、组织工程支架材料、药物缓释微球材料和细胞培养基质等方面有比家蚕丝素更好的生物相容性和效果。本文采用一种全新的方法——离子诱导制备柞蚕丝素蛋白微球,并研究了载不同电荷小分子药物的缓释效果。
　　研究发现,再生柞蚕丝素蛋白溶液在存放的过程中容易发生结构转变,由溶液状态转变成微球结构。在这个过程中丝素颗粒从3nm逐渐增长到1.5μm。在此实验基础上,本文在溶液中加入不同价态的阳离子,研究其对于微球形成过程的影响。结果显示,离子诱导柞蚕丝蛋白形成微球呈圆形,形状规整,分布均匀,微球产率高可达95％以上。高价态的阳离子能够缩短微球形成时间,形成微球的尺寸较小,其直径约为0.1-0.4um,可被生物降解。本文采用内源荧光法和外源荧光法探讨了离子诱导柞蚕丝素微球的形成机理,认为阳离子诱导丝素蛋白快速形成微球是基于疏水作用和电荷作用导致丝素分子高度伸展,迅速β化,最终缔合成颗粒。
　　在此基础上,采用带负电荷的小分子药物布洛芬钠盐、不带电荷的布洛芬、带正电荷的阿霉素作为不同电荷模型药物装载入柞蚕丝素微球中。研究结果表明:药物的载药率以及包封率与药物的投入量有关,由于柞蚕丝素微球本身带负电荷,所以载不同电荷的药物微球载药率及包封率有很大不同。带正电荷的阿霉素药物微球相比其他两种药物具有较高的载药率及包封率,当阿霉素增加到16％时,载药率可达11.4％,包封率可达82.5％;而带负电荷的布洛芬钠盐药物微球的载药率及其包封率则较低,当布洛芬钠盐的加入量高达60％时,其载药率仅为2.5％,包封率仅为4.08％。不带电荷的布洛芬,其载药率荷和包封率则处于两者之间。载带不同电荷的药物微球的释放都具有pH敏感特征,体外释放实验表明载正电荷阿霉素微球的释放,在低pH(5.2)环境下释放较快,之后释放较慢,在11天后仍有65.4％左右药物未释放,说明载正电荷阿霉素丝素微球具有明显的缓释性能。而载带负电荷布洛芬钠盐微球,具有明显的突释现象,且在高pH(8.0)环境下突释现象尤其明显,1小时就释放了88％。而载不带电荷布洛芬药物微球则具有较为明显的缓释性能,在低pH(5.2)环境下释放较慢,10小时后累积释药率为80％左右。
　　在此基础上探讨了离子诱导丝素蛋白形成微球的细胞相容性及其载阿霉素药物的抑瘤性能。结果表明离子诱导制备的柞蚕丝素蛋白微球能够支持细胞的生长和增殖,且细胞分散均匀,形态较好,与纯丝素蛋白微球无显著性差异。载阿霉素药物微球对癌细胞有明显的抑制作用,具有药物缓释作用,在3天后仍然抑制癌细胞的生长,而对正常成纤维细胞影响不明显。

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第一章 引 言

1.1 柞蚕丝结构与化学组成

1.2 天然柞蚕丝素蛋白的结构构象

1.3 再生柞蚕丝素蛋白材料的研究现状

1.4 微球的研究现状

1.5 本文的研究目的和研究内容

第二章 离子诱导柞蚕丝素蛋白微球的形成

2.1 材料与方法

2.2 结果与讨论

2.3 本章小结

第三章 载不同电荷药物柞蚕丝素微球的研究

3.1 材料与方法

3.2 结果与结论

3.3 本章小结

第四章 微球与细胞相互作用的研究

4.1 材料与方法

4.2 结果与讨论

4.3 本章小结

第五章 结 语

5.1 全文结论

5.2 本文的主要研究成果

5.3 今后进一步的研究计划

参考文献

攻读硕士学位期间公开发表的论文及专利

致谢