基于改性壳聚糖与瓜尔胶的聚电解质银纳米复合材料用于5-氟尿嘧啶与顺铂联合化疗的协同递送系统研究

【编辑推荐】本研究针对癌症化疗中单一药物疗效有限、毒性大等问题，开发了一种由三甲基壳聚糖(TMC)和羧甲基瓜尔胶(CMGG)形成的pH响应性聚电解质复合物(PEC)银纳米复合材料，用于5-氟尿嘧啶(5-Fu)与顺铂(Cp)的口服共递送。该材料在pH 7.4下24小时释放率分别达96.53%和85.45%，对MCF-7细胞系显示出显著协同抑制作用，为联合化疗提供了新型载体解决方案。

　　

癌症治疗领域长期面临单药疗效有限、系统毒性高和耐药性等挑战。传统静脉给药方式存在血药浓度波动大、需频繁注射等问题，而口服给药又易受胃酸破坏。针对这些痛点，来自印度研究机构的团队在《Materials Today Chemistry》发表研究，创新性地将天然多糖改性技术与纳米材料相结合，开发出具有pH响应特性的聚电解质银纳米复合材料。

研究采用三甲基壳聚糖(TMC，壳聚糖季铵化衍生物)与羧甲基瓜尔胶(CMGG，瓜尔胶阴离子化产物)通过静电作用形成聚电解质复合物(PEC)，并引入绿色合成的银纳米粒子(SN)构建三维网络结构。通过核磁共振(¹H NMR)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、场发射扫描电镜(FE-SEM)等技术证实材料成功制备。值得注意的是，含3% SN的纳米复合材料在模拟肠液(pH 7.4)中的溶胀度显著高于胃液(pH 1.2)，这种pH依赖性行为完美匹配消化道环境。

在药物释放研究中，双载药体系展现出理想的控释特性：24小时内5-Fu和Cp在pH 7.4下的释放率分别达到96.53%和85.45%，符合一级动力学模型。细胞实验揭示，载药纳米复合物对MCF-7乳腺癌细胞的抑制效果显著优于游离5-Fu，证实了Cp通过促进细胞内四氢叶酸生成来增强5-Fu敏感性的协同机制。

关键技术包括：1) 多糖化学改性制备TMC和CMGG；2) 无还原剂法原位合成银纳米粒子；3) pH响应性PEC自组装；4) 体外药物释放动力学分析；5) MCF-7细胞增殖抑制实验。

【材料制备】通过DMS甲基化获得水溶性TMC，MCA羧甲基化制备CMGG，两者以1:1体积比形成不溶性PEC，AgNO₃在多糖基质中被还原为SN。

【表征分析】FT-IR证实-NH₃⁺与-COO^-的离子交联，PXRD显示SN特征峰，TEM显示20-50 nm均匀分散的SN。

【溶胀行为】含3% SN的样品在pH 7.4溶胀度达480%，显著高于pH 1.2时的210%，归因于羧基质子化/去质子化转变。

【药物释放】5-Fu因分子量小更易扩散，Cp因与-COO^-配位作用释放稍缓，两者在模拟肠液中均实现持续释放。

【细胞实验】PEC-SN(3%)/5-Fu+Cp组IC₅₀较游离药物降低2.3倍，流式细胞术显示凋亡率提升至68.7%。

该研究首次将改性多糖PEC与SN结合构建口服共递送系统，其创新性体现在：1) 天然多糖改性实现精准pH响应；2) SN协同增强药物渗透性；3) 克服5-Fu半衰期短(8-20分钟)和Cp肾毒性问题。作者Rakshitha Anjar等指出，这种生物可降解纳米平台为联合化疗提供了新思路，未来可拓展至其他药物组合的递送研究。