磁場遙控微球及微膠囊藥物釋放之研究

Abstract

本論文利用氧化鐵奈米粒子備製磁敏感性微球及微膠囊，以發展出新一代智慧型藥物載體，此藥物載體可利用磁場調控藥物釋放，可增加藥物釋放的精準性與應用性。實驗首先利用氧化鐵奈米粒子及HEMA單體混摻後形成磁敏感性pHEMA球體(Microsphere)，由IR及電子顯微鏡結果分析發現氧化鐵可與HEMA單體形成部分鍵結而確實包覆於pHEMA球體中，而由XRD、SQUID結果分析確認包覆於pHEMA球體中的氧化鐵結構及磁性質。由於氧化鐵粒子的加入會阻礙HEMA單體間的鍵結聚合情形，因此調控氧化鐵的加入量即可調控pHEMA球體的交鏈程度，實驗發現氧化鐵加入量越多導致pHEMA球體的交鏈聚合程度降低，使得pHEMA球體結構變得鬆散，導致藥物釋放速率增快。pHEMA球體中的氧化鐵粒子在磁場下會受到磁場作用產生Brown及Neel運動導致分子鏈的鬆動，使得藥物隨著分子鏈擾動而向外擴散，因此當磁敏感性pHEMA球體處於AC磁場環境下，pHEMA球體的藥物釋放速率隨著氧化鐵包覆量的增加及磁場強度的增大而增快。 爲了增加藥物的包覆量及解決氧化鐵對藥物的影響，實驗進一步備製磁敏感性微膠囊(Microcapsule)作為藥物釋放載體。實驗中利用不同電性的聚電解質PAH及氧化鐵奈米粒子以靜電力吸引方式吸附於載藥的無機球核上形成聚電解質球殼，當無機球核洗去後即形成中空載藥磁敏感性聚電解質膠囊。實驗中利用SEM、SQUID分析確認磁敏感性聚電解質膠囊結構及磁性質，由於聚電解質材料可受磁場刺激而產生結構變化，因此利用磁場可遙控其藥物釋放量，當氧化鐵在磁場下翻轉運動聚電解質膠囊結構會逐漸鬆散，結構鬆散崩塌進而導致藥物釋放量的增加。此外，在生物結果分析發現聚電解質膠囊與肺癌細胞共同培養12小時後，細胞仍有繁殖現象發生且細胞可將微量膠囊吞噬進入細胞體內，顯示聚電解質膠囊的低毒性及高生物相容性。由此顯現本論文研究之磁敏感性微球及微膠囊皆可以磁場調控其藥物釋放行為，同時微球及微膠囊材料皆具有生物相容性，是良好的生物用藥物釋放載體。