基于多功能聚电解质修饰的氧化石墨烯作为抗癌药物口服缓控释载体的制备及其胃肠道转运机制研究

基本信息
批准号:81503024
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:17.90
负责人:刘宇
学科分类:
依托单位:辽宁大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吴抒遥,陈立江,王欣,李丽,梁啸,赵京华,崔庆国,杨佳,贾德超
关键词:
石墨烯聚电解质缓控释制剂抗癌药物口服给药
结项摘要

The recent discovery of graphene has been accompanied by increasing research attention to explore this new material for drug delivery applications. Graphene, a single layer of sp2-hybridized carbon atoms arranged in a honeycomb two-dimensional (2-D) crystal lattice, has evoked enormous interest throughout the scientific community since its first appearance in 2004. Due to its unique structure and geometry, graphene possesses remarkable physical–chemical properties, large specific surface area and biocompatibility. GO consists of aromaticplanes and polar functional groups which consequently provide itwith an outstanding potential to adsorb aromatic compounds via p–p stacking and hydrogen bonding. These properties enable graphene to be considered as an ideal material for a broad range of applications, ranging from quantum physics, nanoelectronics, energy research, catalysis and engineering of nanocomposites and biomaterials. The pharmacokinetics and toxicology of a drug are closely associated with its administration routes. Although researchers have gained substantial understanding regarding the behaviors and biological effects of GO and functionalized GO after inhalation and intravenous injection into mice. Up to now, the in vivo biodistribution and toxicity of GO derivatives in animals via other different administration routes such as oral feeding remain unclear. Therefore, in this work, we want to systematically study the in vivo biodistribution and long-term toxicity of as-made GO and Polyelectrolyte (such as PAA, PAH) coated GO functionalized by different ways, after oral administration into healthy mice. In this study, a polyelectrolyte-coated multifunctional DDS of BAM (PAA-cys/PAH-BAM-GO) was prepared through layer by layer deposition of poly(acrylic acid) (PAA) and polyallyl amine hydrochloride (PAH) on BAM-loaded GO. In addition to optimization of process variables, extensive physicochemical characterization, pharmacokinetic, and pharmacodynamic profiles of PAA-cys/PAH-BAM-GO were evaluated in vitro and in vivo, respectively. After the evaluation of the drug loading capacity and pH sensitive release, the uptake of PAA-cys/PAH-BAM-GO and cellular localization were tested in Caco-2/HT29-MTX cells. We believe that our study would remarkably improve our understanding regarding the behaviors of functionalized graphene materials in animals.

石墨烯类材料是新出现的一种药物载体,具有价格低廉、易规模化生产和性质稳定等特点。研究发现石墨烯能通过p-p共轭吸附作用对水溶性和脂溶性药物都具有极高的装载率。其细胞毒性主要体现在由机械力损伤诱发的细胞凋亡。由于口服后石墨烯不能穿透肠道黏液层和上皮细胞,目前主要用于静脉注射药物载体使用。本研究提出将氧化石墨烯作为水溶性抗癌药物的口服载体,利用其不能有效透过肠黏膜的特点,采用巯基化聚电解质包裹延长载体在肠道内的滞留时间、同时改变上皮细胞通透性,提高药物在肠道内的释放及生物利用度,达到缓控释的效果。采用Caco-2/HT29-MTX共培养体系,模拟体外肠道细胞的黏液环境,在器官和细胞水平上探讨氧化石墨烯作为水溶性抗癌药物口服载体的肠内转运、分布、药物释放及肠道清除等特征;解释聚电解质在打开细胞紧密连接及提高水溶性药物肠道细胞摄取的作用机制。为将其作为蛋白多肽类水溶性大分子药物口服载体使用奠定基础

项目摘要

本课题采用改良后的Hummers法制得氧化石墨,相较于以前的制备GO的方法,改良之后不仅简化了实验操作步骤,也获得了安全性方面的提升。研究了其对阿霉素(DOX)和平阳霉素(PYM)的包载和体外释放行为。通过载药实验数据分析,GO对DOX的包封率达87.58%;对PYM的包封率达到82.05%。制剂组(GO-DOX和GO-PYM)在不同的pH条件下表现出不同的释放效果,两组的实验结果又表现了相同的释放趋势,且两组都于60 h时在pH 2.3的条件下达到最高的累计释放量。说明其释放行为表现出一定的pH依赖性,但是未表现出明显的缓释性。通过单因素考察法对聚丙烯酸(PAA)结合半胱氨酸(CYs)的制备工艺的最优方法进行了研究。通过Ellman法检测游离巯基含量,结果表明反应时加入的EDC含量、pH和温度等都会影响PAA与CYs的结合,影响高分子聚合物PAA-CYs上二硫键的含量。将PAA-CYs/ PAH-GO-DOX和PAA-CYs/ PAH-GO-PYM进行了透射电镜的测定,结果呈现出相对稳定的结构。粒径考察结果可知,两种药物的制剂组的粒径分别为700 nm与750 nm左右。通过Zeta电位的考察可以看出Zeta电位为-39.8mV与-34.1mV,一方面表明出制剂的稳定性好,另一方面也证明制剂组带负电荷,与之前的理论分析相符合;通过检测自由巯基可看出两种制剂组都不含有游离的巯基,可以从侧面的证实PAA与CYs结合完全。.最后将DOX组,GO-DOX组和PAA-CYs/PAH-GO-DOX组与PYM组、GO-PYM组和PAA-CYs/PAH-GO-PYM组分别进行了体外释放考察。结果可知,制剂组全都表现出了极高的耐强酸稳定性,证明通过两层聚电解质的包裹,可使药物在强酸性环境得到保护。在肠吸收实验中,PAA-CYs/PAH-GO-PYM制剂组相比于PYM组和GO-PYM组表现出了更好的肠道吸收效果。推测主要是由于其表面有PAA-CYs的包裹,使PCPGP与肠道内壁相粘附,所以达到了更好的肠吸收效果。PCPGP制剂组在药动学研究方面,T1/2延长了0.519 h,表现出一定的缓释效果。MTT实验结果表明,PCPGP制剂组对于癌细胞A549的致死率相比于PYM组降低了2.40%。说明在24h内,PCPGP制剂组在相同浓度24 h的时间内表现出了一定的缓释效果。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

原发性干燥综合征的靶向治疗药物研究进展

原发性干燥综合征的靶向治疗药物研究进展

DOI:10.13376/j.cbls/2021137
发表时间:2021
2

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

DOI:10.11951/j.issn.1005-0299.20200093
发表时间:2020
3

抗生素在肿瘤发生发展及免疫治疗中的作用

抗生素在肿瘤发生发展及免疫治疗中的作用

DOI:10.3760/cma.j.cn371439-20200423-00009
发表时间:2021
4

基于细胞/细胞外囊泡的药物递送系统研究进展

基于细胞/细胞外囊泡的药物递送系统研究进展

DOI:10.14148/j.issn.1672-0482.2020.0736
发表时间:2020
5

长链烯酮的组合特征及其对盐度和母源种属指示意义的研究进展

长链烯酮的组合特征及其对盐度和母源种属指示意义的研究进展

DOI:10.16441/j.cnki.hdxb.20190247
发表时间:2019

刘宇的其他基金

批准号:21602015
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50903036
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51606129
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31701021
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60606019
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30471895
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:41604132
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11372194
批准年份:2013
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:60775049
批准年份:2007
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:59786001
批准年份:1997
资助金额:12.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51072211
批准年份:2010
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:31700308
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31670531
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51405182
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71073012
批准年份:2010
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:81904153
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50476002
批准年份:2004
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:11671031
批准年份:2016
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:11772146
批准年份:2017
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:81301852
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51175535
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51205332
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21371172
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:21506051
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41203016
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81503600
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51907024
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51373062
批准年份:2013
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:50776002
批准年份:2007
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:51573126
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:U1233110
批准年份:2012
资助金额:40.00
项目类别:联合基金项目
批准号:41673059
批准年份:2016
资助金额:71.00
项目类别:面上项目
批准号:50603017
批准年份:2006
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91026007
批准年份:2010
资助金额:90.00
项目类别:重大研究计划
批准号:61672128
批准年份:2016
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:41606022
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41301032
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81602211
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31000546
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51275027
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81000530
批准年份:2010
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51277169
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51405058
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51875074
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:81603111
批准年份:2016
资助金额:17.30
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71771039
批准年份:2017
资助金额:49.00
项目类别:面上项目
批准号:71473242
批准年份:2014
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:31672607
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51875094
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21776070
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:30871210
批准年份:2008
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:60803074
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81572213
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:10901018
批准年份:2009
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51173064
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:10672105
批准年份:2006
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:71101017
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51105067
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51704073
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41802122
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21907091
批准年份:2019
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51306069
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10726064
批准年份:2007
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:51807119
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81700396
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51773078
批准年份:2017
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:41671186
批准年份:2016
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:71371042
批准年份:2013
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:21602056
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61177080
批准年份:2011
资助金额:71.00
项目类别:面上项目
批准号:61575186
批准年份:2015
资助金额:70.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

多级复合孔碳酸钙缓控释抗癌药物载体的可控仿生构筑及其构效关系

批准号:U1204519
批准年份:2012
负责人:马晓明
学科分类:E0206
资助金额:31.00
项目类别:联合基金项目
2

古生菌膜脂质(Archaeolipid)的二肽修饰及其作为口服载体的转运机制研究

批准号:81072607
批准年份:2010
负责人:章丽辉
学科分类:H3409
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
3

口服蛋白质药物的天然多糖控释载体研究

批准号:50373046
批准年份:2003
负责人:薛伟明
学科分类:E0308
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
4

果胶-壳聚糖多层修饰核壳脂质体的可控制备及其作为薏苡仁油胃肠道转运载体的机制研究

批准号:31560465
批准年份:2015
负责人:白春清
学科分类:C2006
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目