医用生物相容性接枝共聚物负载阿霉素和香豆素的研究

以一端连有单电子转移自由基聚合(RAFT)链转移剂的聚乙二醇(PEG)为大分子链转移剂,调控2-(4-羟基丁酰氧基)甲基丙烯酸叔丁酯(t BHBMA)的RAFT聚合,得到的PEG-b-Pt BHBMA嵌段共聚物引发丙交酯的开环聚合,制得接枝共聚物PEG-b-(Pt BA-g-PLA).通过聚乳酸末端的羟基与7-甲氧基香豆素-3-羧酸(COU)中羧基的酯化反应,得到了含有荧光标记分子的接枝共聚物PEG-b-(Pt BA-g-PLA-COU).该聚合物主链选择性水解,得到了含有荧光标记分子的两亲性接枝共聚物PEG-b-(PAA-g-PLA-COU).以PEG-b-(PAA-g-PLA-COU)为药物载体,对阿霉素(DOX)进行了负载,制得了含有荧光标记分子的聚合物载药胶束.利用紫外光谱和动态光散射测定了载药胶束的载药量和胶束尺寸.     

pH响应型苯硼酸酯连接嵌段聚合物的合成及药物控释

以含苯硼酸酯(PBE)的聚乙二醇单甲醚(mPEG)大分子(mPEG-PBE-OH)为引发剂,引发ε-己内酯(ε-CL)开环聚合,制备了以硼酸酯结构连接的pH敏感两亲性聚合物(mPEG-PBEPCL)。然后,使该聚合物在水相环境中自组装形成"核-壳"结构纳米胶束,并将阿霉素(DOX)负载在胶束内核中,形成载药胶束(DOX@mPEG-PBE-PCL)。通过核磁共振氢谱(~1 H-NMR)、红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物结构进行了表征,通过透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)等对胶束的形貌和粒径进行了表征,通过紫外吸收光谱分析了胶束载药量和载药效率,并对胶束的pH敏感释药性能与体外细胞毒性进行了验证。结果表明:聚合物自组装形成粒径约127nm的球形胶束,对DOX具有较高的负载能力;聚合物具有良好的pH响应性和生物相容性,DOX@mPEG-PBE-PCL能在肿瘤细胞弱酸性环境中释放DOX,有效递送至细胞核;与游离的DOX·HCl相比,DOX@mPEG-PBE-PCL对鼠源黑色素瘤B16F10细胞具有相近的抗肿瘤活性。     

pH响应性聚合物胶束的制备、表征及对阿霉素的控制释放研究

以主链含腙键的聚乙二醇大分子(PEG-NH-N=CH-OH)为引发剂,通过开环聚合己内酯(ε-CL),制备了一种具有pH响应性的两亲性嵌段共聚物PEG-NH-N=CH-PCL.运用核磁共振(~1H NMR)、透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)等对聚合物的结构、胶束的形貌及粒径进行表征.结果表明,聚合物胶束呈规整球形且分布均匀,平均粒径约98nm,pH 5.0时胶束粒径显著增加.负载阿霉素(DOX)的聚合物胶束的载药量为16.4%,包封率为57.4%.体外释放研究表明,pH 5.0时药物释放速率比pH 7.4时快,48h后累计释放率达91.1%.因此,该pH响应性聚合物胶束作为抗癌药物载体具有潜在的应用价值.     

刺激响应共负载药物/基因微载体的制备

合成了聚乙烯亚胺接枝二茂铁(PEI-Fc)两亲聚合物, 采用水包油法制备包埋疏水性抗癌药阿霉素(DOX)的载药胶束, 并利用胶束表面正电荷的PEI链段有效缔合DNA, 获得尺寸合适、 表面带正电荷的阿霉素与基因共负载微载体. 在磷酸盐(PBS)缓冲溶液中, 共负载微载体能够缓慢释放出DOX. 在硝酸铈铵存在下, 二茂铁从疏水性转变为亲水性, 使载药胶束完全解离, 由于PEI-Fc与DNA之间的静电作用, 使基因超分子组装体稳定存在, 显示出很好的氧化响应特性. 细胞培养结果表明, 表面带正电荷的共负载微载体易被HepG2细胞内吞, 并可转染, 且随着DOX的释放逐渐杀死HepG2肝癌细胞, 为安全稳定、 具有刺激响应的药物与基因共负载微载体的制备提供了可行的途径.     

双重敏感mPEG-PDPA-P(AAm-co-AN)聚合物自组装体的药物递送

设计合成了一种新型两亲性三嵌段ABC聚合物聚乙二醇单甲醚-聚甲基丙烯酸二异丙胺基乙酯-聚(丙烯酰胺-co-丙烯腈)(mPEG-PDPA-P(AAm-co-AN))。该聚合物具有pH敏感嵌段PDPA和温度敏感嵌段P(AAm-co-AN)，临界溶解温度(UCST)较高，且可以通过改变单体比例来调节UCST。在室温、中性环境下，该聚合物通过自组装形成刺激响应型胶束，可用于抗肿瘤药物的控释研究。温度升高诱导聚合物胶束向不对称囊泡结构转变，pH降低促使聚合物形成更加松散的胶束。在体外释药探究中，聚合物胶束对亲水药物阿霉素(DOX)和疏水药物槲皮素都具有良好的载药效果，在37℃、pH=7.4的条件下泄漏量低，随着温度升高和pH降低，胶束释放药物的速率和释放量明显增加。     

细胞内氧化还原响应型肝靶向嵌段聚合物的合成及纳米自组装性能

通过两步可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)和缩醛脱保护反应合成了一种亲水段含半乳糖侧基和疏水段含吡啶环二硫键侧基的两亲性嵌段聚合物PMAIg GP-b-PPDSMA(PMg PP),用核磁共振氢谱(~1H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)分析验证了目标产物的化学结构.利用纳米沉淀技术和巯基氧化自交联反应制备内核二硫键交联的PMg PP纳米粒(PMg PP-CC NPs).动态光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM)测定结果表明,PMg PP-CC NPs粒径较小(30 nm),且粒径分布较窄.在谷胱甘肽(GSH)还原环境下,PMg PPCC NPs粒径不断增大,发生了解组装.以阿霉素(DOX)为模型药物制备了PMg PP-CC/DOX NPs,载药量可达12.5%,对应包封率为83.3%,其粒径与空白PMg PP-CC NPs粒径大小相近,且粒径分布均匀.体外药物释放实验表明,PMg PP-CC/DOX NPs在体液条件下46 h释放了4.47%的DOX,而在10 mmol/L GSH条件下累积释放量达到了50.6%.细胞胞吞实验进一步验证了PMg PP-CC/DOX NPs可高效入胞并在细胞内快速释放DOX.体外细胞毒性(MTT)实验表明,PMg PP-CC/DOX NPs对肝癌Hep G-2细胞表现出良好的增殖抑制活性.因此,多功能PMg PP-CC NPs在实现肝靶向纳米精准给药上呈现出良好的应用前景.     

同轴电喷-去模板法制备具有金属基质蛋白酶响应性的纳米载体

通过化学键偶联的形式在聚乳酸(PLA)分子链中引入了可被金属基质蛋白酶(MMP-2)特异性降解的多肽peptide(GPLGIAGQ)单元,得到具有金属基质蛋白酶响应性的聚合物PLA-b-peptide-b-PLA.通过同轴电喷方法制备得到以PLA-b-peptide-b-PLA和抗肿瘤药物DOX的混合物作为内核,亲水性聚乙二醇(PEG)作为外壳的,具有核-壳结构的载药微球.其中水溶性的PEG壳层可在水环境中迅速脱除,将载药微球的尺寸从微米级减小到纳米尺度,可以达到药物载体系统在输运的循环过程中的尺寸递减.制备的纳米载体可在金属基质蛋白酶存在的环境中,响应性释放所包载的抗肿瘤药物,实现药物的控制释放.     

基于枝化多肽的多功能药物递送系统用于肿瘤细胞核的精准靶向治疗

为了改善在肿瘤治疗过程中,药物载体靶向性差和药物靶点定位效率低等不足,设计了一种能精准靶向肿瘤细胞核,将药物高效递送至作用靶点的多功能纳米载药体系.利用具有细胞核定位能力的两亲性枝化多肽包载化疗药物阿霉素(DOX)形成载药纳米胶束DD,并通过静电作用将具有肿瘤靶向功能的透明质酸(HA)包覆在DD表面,得到具有靶向肿瘤细胞核能力的纳米药物HDD.HA的存在赋予了HDD对肿瘤的靶向功能和电荷屏蔽能力,可增加体系的稳定性,延长其血液循环时间,降低正常组织和细胞对HDD的非特异性摄取,实现其在肿瘤部位的特异性富集和肿瘤细胞的高效摄取.进入肿瘤细胞后,HA层的降解有利于纳米胶束DD在多肽的核定位作用下精准、快速地将DOX递送至细胞核,最终实现高效的肿瘤抑制效果.     

多二硫键聚醚氨酯核壳载药微粒的制备及性能研究

利用"同轴电喷-去模板技术"制备了载药效率接近100%,且具有核-壳结构和氧化还原响应性的药物控释微球.首先通过同轴电喷技术,制备了以聚乙二醇(PEG)为壳,主链含多个二硫键的聚醚氨酯(PEU)为核的微球.通过"去模板"方法,脱去PEG层,可以使所制备的微球的尺寸从微米减小到纳米尺度.在含二硫苏糖醇(DTT)的媒介中,PEU可以快速降解.体外释药的结果显示,在含谷胱甘肽(GSH)的媒介中,载药纳米微球可在12 h内将其所包载的药物的80%释放出,具有显著的氧化还原响应性控制释放药物的特征.     

PCL-g-PEI聚合物载药胶束的制备及其性能研究

以苯甲醇(Bn OH)为引发剂,异辛酸亚锡[Sn(Oct)2]为催化剂,开环聚合制得不同臂长的聚己内酯(PCL)聚合物,并接枝不同分子量聚乙烯亚胺(PEI)得到一系列两亲性聚合物PCL-g-PEI,对该聚合物结构进行核磁、红外表征。采用染料增溶法检测该聚合物形成胶束的临界胶束浓度(CMC),并以该胶束作为药物载体用于共包载葫芦素B(Cuc B)和阿霉素(Dox)两种药物,考察其载药效果及体外释药性能。结果表明,该系列聚合物具有较小的CMC值,且该CMC值随着疏水端PCL的增长而减小;载药胶束对Cuc B、Dox具有较高的包封率和载药量,体外释放行为表明,PCL-g-PEI载药胶束具有良好的缓释性能,有望成为抗癌中药(Cuc B)与化疗药物(Dox)联合用药的新型药物载体。     

氧化还原响应性长链超分子超支化聚合物的构筑及药物控释研究

首先合成了一种同时含有端巯基、端炔基且具有β-环糊精(β-CD)/二茂铁(Fc)超分子主客体作用的AB2型长链大分子单体(MM),再利用其巯基和炔基的点击反应可以合成出氧化还原响应性长链超分子超支化聚合物(SHP).利用一维和二维核磁共振谱对MM和SHP的聚合物结构和超分子作用进行了表征和确认.动态光散射和透射电子显微镜测试结果表明:在水溶液中,SHP可自发地形成支化自组装形貌;而当加入H_2O_2后,由于β-CD/Fc主客体作用的解离,支化自组装体结构被破坏、且进一步二次组装球形胶束.对比于线型超分子聚合物自组装体,SHP具有更高的载药效率.利用紫外分光光度计测试载药SHP自组装体对抗癌药物阿霉素(DOX)的累积释放曲线发现H_2O_2可有效调控SHP自组装体中DOX的释放速率,即:当加入H_2O_2后,DOX的释放速率明显加快.     

pH和氧化双响应性聚β硫酯化合物的制备及其聚集性质的研究

以二丙烯酸二乙二醇酯(DEDA),二硫苏糖醇(DTT),丙烯酰氯(AC),巯基聚乙二醇(PEG-SH,Mn=2000 Da)为原料,通过迈克尔加成反应合成了p H和活性氧(ROS)双响应型的两亲性聚β硫酯化合物(D-D-P),利用核磁共振(NMR)对聚合物结构进行了表征,利用凝胶渗透色谱(GPC)表征了聚合物D-D-P分子量(Mn=50400).利用透析法使D-D-P自组装成纳米粒子,用纳米粒度分析仪(DLS)表征了粒径约280 nm,用透射电子显微镜(TEM)表征了其形貌.通过粒径变化测试和尼罗红(NR)荧光测试对纳米粒子在酸性(p H≈5)和氧化条件下(H2O2)的解散行为进行了研究,验证了D-D-P的p H和ROS双响应性能.通过紫外吸收测试对包裹抗癌药物阿霉素(DOX)的纳米粒子在酸性和氧化条件下的释放进行了研究,并且在MCF-7细胞中对DOX的释放进行了进一步的验证.     

两亲性杂臂星型嵌段共聚物胶束的制备、表征及载药性能研究

以溴代异丁酰溴与3,5-二羟基苯甲酸制备3,5-二(2-溴-2丙酰氧基)苯甲酸,再与聚乙二醇单甲醚酯化,合成含溴大分子引发剂PEG-Br2。以苯乙烯为单体,利用原子转移自由基聚合方法(ATRP)合成了两种不同亲疏水段比例的两亲性星型杂臂嵌段共聚物PEG-b-(PS)2。本实验利用FTIR、1H-NMR、GPC等技术对聚合物的分子结构及分子量进行表征,利用透析法制备聚合物胶束;采用AFM对聚合物胶束的纳米结构进行观察;采用荧光探针法测得其临界胶束浓度(CMC)分别为0.99 mg·L-1和0.59 mg·L-1;利用DLS测得聚合物胶束粒径为150 nm左右;以疏水型抗肿瘤药物氨甲喋呤(MTX)为模型药物,对载药胶束的体外释药行为进行了研究,测得聚合物胶束的载药量分别为为13.32%和10.00%,包封率分别为61.75%和46.82%。结果表明,随着疏水段的增大,星型杂臂嵌段共聚物胶束药物包载量及CMC随之降低,且在人体pH条件下药物释放较低;同时发现两种载药胶束在肿瘤细胞酸性条件下释药速率增加。综上,此类结构的聚合物胶束作为抗肿瘤药物MTX的载体分子具有很好的应用前景。     

基于透明质酸的缺氧响应型胶束的制备及性能研究

以透明质酸（HA）及硝基咪唑（NI）衍生物为原料,通过酰胺反应合成了一种两亲性接枝聚合物（HA-NI）.该聚合物具有缺氧响应性和肿瘤靶向性.利用傅里叶红外光谱（FT-IR）和核磁共振（NMR）对接枝聚合物的结构进行了表征,同时基于¹H NMR计算出接枝聚合物中NI的取代度.HA-NI在水中自组装形成胶束,利用动态光散射仪（DLS）表征胶束大小并对胶束的稳定性进行了研究,利用原子力显微镜（AFM）和透射电镜（TEM）观察胶束形貌.载药胶束的载药率（DL）和包封率（EE）通过紫外-可见吸收光谱（UV）测试并计算得到.胶束的缺氧响应性利用DLS、AFM、TEM、UV等探究.实验证明,该聚合物胶束具有缺氧响应性并对药物表现出良好的控制释放能力,在常氧环境下,胶束稳定存在;而在缺氧环境下,胶束散开,药物快速且完全地释放.     

不同内核结构PEG-b-PCL胶束的制备及其载药性能的研究

以聚乙二醇单甲醚作大分子引发剂,异辛酸亚锡作催化剂,将不同比例的ε-己内酯(CL)与4-甲基-ε-己内酯(MCL)单体开环共聚,并通过控制CL和MCL的投料比以及投料方式,得到了疏水链段上CL和MCL不同比例和分布的4组聚合物.核磁和凝胶渗透色谱法表征了聚合物的结构,示差扫描量热法,广角X射线衍射和红外光谱表征了聚合物的结晶性.采用透析的方法,制备了4种聚合物的纳米胶束,以及载药(阿霉素DOX)胶束,并研究了胶束的自组装行为以及对阿霉素的包裹和释放情况.结果表明MCL单体的引入降低了聚合物的结晶性,提高了对DOX的载药量,加快了DOX的释放.通过激光共聚焦显微镜和流式细胞仪研究了Hep G2肝癌细胞对不同内核结构载药胶束的内吞情况,并用MTT法考察了胶束对细胞的毒害作用,细胞实验发现,Hep G2细胞对载DOX胶束的内吞以及载DOX胶束对细胞的杀伤能力和胶束内核的结构相关.     

pH敏感型mPEG-Hz-PLA聚合物纳米载药胶束的制备

以合成的含有腙键的聚乙二醇大分子(mPEG-Hz-OH)为引发剂,以丙交酯为单体引发开环聚合反应,并通过调整投料比,制备出3种不同分子量的含腙键的生物可降解嵌段聚合物(mPEG-Hz-PLA).将腙键引入到聚合物的骨架中,以此构建聚合物胶束并作为pH敏感型纳米药物载体.制备的pH敏感型胶束的CMC值等于或低于5.46×10-4 mg/m L,DLS和TEM显示粒径均小于100 nm,且粒径分布均匀.非pH敏感型胶束在不同pH下的粒径变化不明显,而pH敏感型胶束在酸性环境下(pH=4.0和pH=5.0)胶束粒径出现了明显变化.以阿霉素为模型药物制备了pH敏感型载药胶束,其粒径比空白胶束大(100~200 nm),且粒径分布均匀.药物释放实验表明pH敏感型载药胶束随着释放介质pH降低累积释药量增高.MTT实验表明空白胶束对HeLa细胞和RAW264.7细胞几乎没有抑制作用,而载阿霉素的胶束对2种细胞的抑制作用都随着剂量的增大和时间的延长而增强.     

核交联的含磺酸甜菜碱pH敏感胶束的制备与表征

制备了一种在疏水段带有侧基叠氮官能团的两亲性pH敏感的聚合物——聚己内酯-聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-磺酸甜菜碱)((PCL-ACL)-PDEAS);同时合成了两端带有炔基中间带有二硫键的交联剂,用红外、核磁表征了目标分子.通过两亲性高分子自组装形成胶束,并通过点击化学反应获得了核交联的胶束.通过动态光散射测定粒径,胶束酸碱滴定表征胶束的pH敏感性,还原条件下释放药物的速度,对比了非交联胶束和交联胶束的性质.结果表明,交联胶束在正常生理条件下的释放速度比未交联胶束更慢;而在有DTT的存在条件下,交联胶束由于二硫键断裂,释放速率明显加快.因此,核交联载药胶束有可能响应肿瘤的微环境实现靶向释放.     

PtBA-g-PPEGMEMA接枝共聚物的合成及其包埋阿霉素的研究

通过可逆加成-裂解链转移聚合和原子转移自由基聚合,制备了以聚丙烯酸叔丁酯为主链、以聚(聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯)为侧链的两亲性接枝共聚物PtBA-g-PPEGMEMA,该方法克服了以往通过聚合物修饰来引入接枝点时所存在的接枝点密度不高和不可控的局限性.接着,以PtBA-g-PPEGMEMA为载体,对抗肿瘤药物阿霉素进行了负载,制备得到了尺寸为164.8nm的纳米载药胶束.其释放试验表明,该体系具有缓释特征.     

淀粉基聚合物胶束用作药物载体

两亲性聚合物能通过亲疏水作用自组装为核-壳结构,而这独特的优势已使其成为在肿瘤靶向药物缓释方面具有很好发展前景的药物载体.淀粉原材料来源丰富,价格低廉,同时具有良好的生物相容性和生物可降解性,故基于淀粉的两亲性聚合物胶束正引起越来越多研究者极大的关注.作为药物载体,淀粉基聚合物胶束不仅可以提高药物的水溶性、延长药物在体内的循环时间、降低副作用和通过增强渗透与滞留(EPR)效应提高药物在靶向部位的优先累积,还可以在淀粉骨架上引入一些刺激响应型的官能团实现胶束快速靶向释药的功能.因此,淀粉基聚合物胶束在用作药物载体方面有着广阔的发展潜力.本文结合本课题组目前的研究工作和近几年的相关报道对淀粉基聚合物胶束作为药物载体的最新研究进展做简要综述.     

生物还原敏感可降解聚合物纳米载体的构建与应用

生物可降解聚合物纳米载体具有较长的体内循环时间、能靶向并富集到肿瘤组织、降低毒副作用、增加药物利用率以及在体内可降解等优越性能,已成为实现肿瘤靶向治疗最有前景的载体系统之一。但是,临床试验结果表明,聚合物纳米药物的治疗效果与人们的预期相差甚远,其中一个重要原因是纳米药物在靶点处药物释放少且缓慢。因此,开发智能型纳米载体使其在到达靶点后即迅速释放包裹的药物成为近年的研究热点。肿瘤组织,尤其是肿瘤细胞内的谷胱甘肽(glutathione,GSH)浓度较高(2~10mM),大约是体液和细胞外基质的100~1000倍(2~10μM)。基于肿瘤独特的还原势能,人们构建了各种不同类型的还原敏感聚合物纳米载体,实现抗癌药物在肿瘤组织和肿瘤细胞内的快速高效释放。生物还原敏感聚合物纳米载体具有以下特点:(1)在生理条件下稳定;(2)对肿瘤细胞内还原环境响应快,触发药物快速释放;(3)无需任何外在刺激装置,简单方便。本文将结合我们课题组的工作介绍各种还原敏感可降解聚合物纳米载体的构建和应用,主要包括还原敏感生物可降解聚合物胶束、囊泡、纳米凝胶等。