超临界流体技术制备负载吲哚菁绿丝素纳米粒用于肿瘤光热治疗的研究

作     者：何庚宜 

作者单位：华侨大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈爱政

授予年度：2017年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 

主      题：丝素纳米粒 超临界流体技术 吲哚菁绿 近红外光热疗法 体外抑瘤效果 

摘      要：与传统的癌症治疗方法相比,光热疗法具有微创性的特点,已被应用于临床研究。它利用光热剂在光辐照下将光能转化为热能,以达到杀死肿瘤细胞的目的。吲哚菁绿(Indocyanine green,ICG)是一种生物安全性良好的近红外光热剂,已广泛应用于生物医学领域,但由于其在水中呈浓度依赖性自聚集、在体内被快速清除和缺乏靶向性的缺点,限制了其在临床上的应用。为了增加ICG的稳定性,本文以丝素蛋白(Silk fibroin,SF)作为药物载体,采用超临界二氧化碳抗溶剂法(Supercritical antisolvent process,SAS)制备出丝素纳米粒(Silk fibroin Nanoparticles,SF NPs)并对其理化性能和生物安全性进行表征;然后将ICG负载到SF NPs上,制备出ICG-SF NPs,对其理化性能、载药性能、释放性能、光热性能、生物安全性进行了研究;最后考察了ICG-SF NPs的细胞毒性作用、光激发体外抑瘤效果及细胞摄取情况。首先,在CO2流速20 g/min、溶剂泵流速0.5 mL/min、温度30℃和压力10 MPa的条件下制备出空白的SF NPs,并对其形貌、粒径分布、理化性能和生物安全性进行表征,结果表明:纳米粒的球形度较好、粒径均一、平均粒径在100 nm以内;傅立叶转换红外线光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)结果表明,经过超临界处理前后,丝素的特征官能团、二级结构未发生变化;X射线衍射分析(X-ray diffraction analysis,XRD)结果表明,经过超临界处理前后,丝素的晶形结构发生了改变;六氟异丙醇的残留量仅为0.051%;溶血率小于5%。其次,以ICG作为药物模型,采用超临界二氧化碳抗溶剂法制备出ICG-SF NPs,并对其形貌、粒径分布、理化性能、载药性能、释放性能、光热转化效率、有机溶剂残留和溶血率进行了研究,结果表明:ICG-SF NPs的球形度良好、粒径均一、平均粒径仍在100 nm以内;XRD和DSC结果表明,ICG载入纳米粒;投药量为4.0%的ICG,载药量在4.5%左右;同样当量浓度的ICG和ICG-SF NPs水溶液升温曲线相类似;在自然光下,ICG-SF NPs的水溶液稳定性比ICG水溶液好,8天内的升温曲线没有太大变化;六氟异丙醇残留量仅为0.0283%;溶血率低于5%。最后,考察ICG-SF NPs的体外抑瘤效果。采用CCK-8法考察细胞的增殖率和光激发下的细胞活性、Calcein/PI染色观察细胞的凋亡形态,结果表明50μg/mL以内ICG浓度的ICG-SF NPs溶液对细胞没有毒性作用,光激发下对MCF-7细胞(人乳腺癌细胞)和Hela细胞(人宫颈癌细胞)具有良好的杀伤作用。激光共聚焦追踪ICG-SF NPs在MCF-7细胞中的分布,结果显示培养4 h ICG-SF NPs能够很好被MCF-7摄取。综上所述,实验制备出的ICG-SF NPs比裸药ICG稳定,能够避免环境因素导致的ICG光热性能的衰减,能够被肿瘤细胞摄取,激光激发下发挥抗肿瘤作用。因此,SAS法制备出的ICG-SF NPs具有良好的生物相容性和良好的抑瘤效果,有望用于进一步的研究,如与其他治疗手段联合使用。