壳聚糖/埃洛石纳米复合微囊制备及对替加氟控释机理研究

近年来，碳纳米管作为载体材料在药物控释方面的研究快速发展，但已证实存在细胞毒性，同时还存在工艺复杂和价格昂贵等缺陷。生物大分子/黏土纳米复合材料性能优异，在药物控释方面的应用已引起广泛关注，但目前缺乏对其构效关系的认识。埃洛石兼具黏土的优异理化性能和碳纳米管的管状结构，是一种天然纳米尺度的微胶囊材料。为此，本研究拟通过静电作用和表面接枝的方式，制备新型壳聚糖及其衍生物/埃洛石纳米复合药物控释微囊，并用于抗癌药-替加氟的控释研究，以期通过壳聚糖及其衍生物与埃洛石的协同作用，制备出性能优异的纳米复合药物控释微囊。通过研究其构效关系及对替加氟的负载、控释行为，揭示壳聚糖及其衍生物与埃洛石的作用机理及对替加氟的负载与控释机理，加深对载体结构、性能与目标药物间关系的理解。通过本研究最终为埃洛石在药物控释领域的应用奠定基础。

许多药物在采用传统剂型进行口服时其释放是不可控制的，存在血药浓度大幅波动、服用周期短和刺激胃肠道等问题，进而产生一系列毒副作用。因此，药物载体在药物控释系统中扮演着至关重要的角色。生物大分子/黏土纳米复合材料性能优异，近年来在药物控释方面的应用引起广泛关注，但缺乏对其构效关系的研究。埃洛石兼具黏土的优异理化性能和独特的管状结构，是一种天然的纳米微胶囊材料。为此，本项目开展了“壳聚糖/埃洛石纳米复合微囊制备及对替加氟控释机理研究”，制备了一系列基于埃洛石纳米管的生物大分子/埃洛石纳米复合微囊，用于药物分子的控释，与研究计划一致。本项目主要①考察了埃洛石对药物分子的吸附；②进行了埃洛石的酸、热、碱活化和有机硅烷改性处理，并对其进行了分析表征、药物负载与控释方面的研究工作；③通过静电作用、表面接枝和喷雾干燥等方法制备了壳聚糖/四氧化三铁/埃洛石、壳聚糖季铵盐/四氧化三铁/埃洛石、海藻酸钠/羟基磷灰石/埃洛石和有机硅烷聚合物超疏水埃洛石纳米复合微囊，并对其药物负载和释放行为进行了系统研究；④分析了纳米复合微囊的构-效关系，揭示了埃洛石与纳米微囊中各组分及药物分子间的作用机理。研究结果表明：酸处理可去除埃洛石中碳酸盐等杂质，增加其BET比表面积、孔径和孔容，但对晶体结构和化学结构影响很小。酸处理埃洛石对药物分子的吸附机理为静电吸附、阳离子交换和络合作用。热活化可脱除埃洛石晶体结构中层间水和结构OH，从而使Al-OH转化为铝离子或Al2O3。碱处理可溶出埃洛石晶体结构中的Al-OH，增加其BET比表面积、孔径和孔容，提高对药物分子的吸附量，降低释放速率。Fe3O4不仅改变了壳聚糖（季铵盐）/氧氟沙星微球的表面粗糙度，还使微球具有磁响应性。包封效率和累积释放率不仅与微球的交联密度和药物分子与埃洛石间作用力有关，还与壳聚糖（季铵盐）的分子量以及Fe3O4浓度有关。通过条件优化发现，药物分子的释放复合Case-II transport模型，接近线性释放，速度为 9.19 mg·g-1·h-1。另外，通过仿生超疏水处理，利用纳米微囊与磷酸缓冲液固-液界面间富集的气泡进行药物释放速度的调控，达到了缓释药物的效果。