丝素蛋白药物缓释载体的制备及其性能研究

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1、丝素蛋白药物缓释载体的制备及其性能研究张海云2015年1月中图分类号：TQ314.1UDC分类号：615.4丝素蛋白药物缓释载体的制备及其性能研究作者姓名张海云学院名称材料学院指导教师马西兰讲师答辩委员会主席曹传宝教授申请学位工学硕士学科专业材料科学与工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月PreparationandCharacterizationofSilkFibroinasCarriersforDrugDeliveryCandidateName：HaiyunZhangSchoolorDepartment:MaterialScie

2、nceandEngineeringFacultyMentor:XilanMaChair,ThesisCommittee：Prof.ChuanbaoCaoDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MaterialScienceandEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方

3、外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要丝素蛋白是一种天然蛋白质，因其来源丰富、价格低廉，且具有良好的生物相容性和可控的生物降解性能，已经被广泛用于生物医用领域，特别是在药物缓释应用方面取得较为突出的成就，大量研究表明，丝素蛋白是一种非常理想的药物载体。但是丝素蛋白用于靶向药物缓释和可注射水凝胶的研究较少，极大的限制了丝素蛋白的应用前景。本文首先探索丝素

4、蛋白微球形成的最佳条件，然后将丝素蛋白与具有磁性的Fe3O4纳米颗粒结合，可制得具有磁靶向的SF-Fe3O4复合微球。这种微球作为药物载体，在外加磁场作用下将药物输送到特定部位再释放，能够有效控制药物的释放行为，减少药物对人体的毒副作用，提高药物的利用率，因而具有发展潜力和应用价值。为了得到可注射的丝素蛋白水凝胶，本文利用搅拌剪切力的作用改变丝素蛋白分子构象，进而通过浓度极稀的溶液得到丝素蛋白水凝胶。本文通过盐析法在pH=9的磷酸盐溶液中制备单分散性好的丝素微球；采用化学共沉淀法制备了尺寸为15nm左右的Fe3O4纳米颗粒，纳米颗粒具有良好的超顺磁

5、性。将磁性颗粒与丝素蛋白水溶液混合，利用盐析法制备SF-Fe3O4复合微球，并通过吸附作用实现对盐酸阿霉素的载药，达到最佳载药率3.3%，此时药物包封率为76%。结果表明，SF-Fe3O4复合微球具有单分散性，且具有良好的磁响应性，通过体外模拟释放研究，7d后载药微球在pH=5.5的缓冲液中的累积释放率达到60%。细胞内吞实验表明磁性复合微球可以定位于细胞质，且由于丝素蛋白显著的生物相容性，复合微球对细胞没有毒性。MTS研究表明与细胞共培养24h后，细胞存活率仅有10%，说明复合微球是一种高传递效率的药物载体。为了实现丝素蛋白水凝胶的流动性，本文采

6、用60℃下缓慢浓缩溶液，通过剪切力改变分子链构象，然后在60℃烘箱下制备不同浓度的水凝胶。结果表明，水凝胶能实现液态与固态之间的转变，且载药凝胶具有良好的缓释性能，6d后大约释放65%的药物。MTS研究表明与细胞共培养24h后，细胞存活率仅有20%左右，说明丝素蛋白水凝胶表现出很高的药物传递效率，是一种应用前景广泛的药物载体。关键词：丝素蛋白；微球；水凝胶；载药；药物缓释；四氧化三铁IAbstractAsanatural,fibrousproteinproducedbyavarietyofinsectsandspiders,silkfibroini

7、sfurtherusedfordrugdeliverywithsustainablereleaseproperties.Inparticular,silkfibroinshavegoodbiocompatibilityandcontrollabledegradability,demonstratingapreferredbiomedicalmaterial.Numerousstudieshavedemonstratedthatsilkfibroinisanidealdrugcarrier.However,thereareonlyfewreports

8、ontargeteddrugdeliveryandinjectablesilkhydrogel,whichlimitedt