开发了一种pH响应性的基于淀粉的纳米载体聚丙烯酸（含有SiO2），用于在癌症治疗中实现槲皮素的可控释放

《Scientific Reports》：Development of a pH-responsive starch-based nanocarrier polyacrylic acid containing SiO2 for controlled quercetin release in cancer therapy

　　

摘要

癌症仍然是全球主要的健康问题，而传统的治疗方法可能会产生严重的副作用。为了提高槲皮素（QC）在癌症治疗中的疗效，本研究开发了一种新型的pH响应性纳米复合材料。该纳米载体采用水包油包水（W/O/W）双乳液制备方法制成，由二氧化硅纳米颗粒（SiO₂）、聚丙烯酸（PAA）和淀粉（S）组成，是一种有效的QC递送系统。二氧化硅纳米颗粒的加入显著提升了S/PAA水凝胶基质的药物包封和负载能力，其包封效率为79.50%，负载效率为46%。动态光散射（DLS）研究、ζ电位测量以及场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）分析显示，该纳米材料的平均粒径为171.25纳米，ζ电位为-50.12毫伏，表明其具有稳定且结构明确的纳米级特性。体外药物释放实验进一步证实了该纳米载体的pH敏感性：在酸性环境中，QC的释放过程更为持续且可控，而生理pH条件下则不然。Higuchi模型在pH 7.4时拟合效果最佳，说明药物扩散主要受聚合物基质中溶解度限制的调控；而Korsmeyer-Peppas模型在pH 5.4时拟合效果最佳，表明该纳米材料的传输机制具有特殊性。这些数学模型进一步阐明了药物的释放动力学。此外，MTT实验验证了该QC负载纳米复合材料对HCT-116结肠癌细胞的强烈抑制作用，并证明了其与L929成纤维细胞的生物相容性。综上所述，我们的研究结果表明，S/PAA/SiO₂@QC纳米复合材料作为一种高效且精准的癌症治疗平台具有巨大潜力，可为传统药物递送方法提供可行的替代方案。