基于FRET的嵌段共聚物膠束輸送藥物的穩(wěn)定性研究.pdf

1、兩親性嵌段共聚物通過在水溶液中的自組裝行為，形成具有核殼結(jié)構(gòu)的聚合物膠束，可將疏水性藥物包裹入核內(nèi)作為藥物載體，具有增大藥物利用率、提高靶向性、降低毒副作用等優(yōu)點(diǎn)，展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。但是，目前納米藥物面臨的困境是:納米藥物在一定程度上可減輕毒副作用，但療效較原藥并沒有明顯提高。因此如何顯著提高膠束的靶向性和在腫瘤處的蓄積，是提高其療效的關(guān)鍵。而提高膠束在腫瘤內(nèi)蓄積的關(guān)鍵是其能夠在血液循環(huán)系統(tǒng)中在較長時間內(nèi)能夠以膠束的形式存在。因此，

2、闡明聚合物納米膠束在血液中的解離過程、解離動力學(xué)及其影響因素，是進(jìn)一步設(shè)計(jì)制備物理穩(wěn)定的聚合物膠束、獲得高效膠束型納米藥物的基礎(chǔ)。
　　本課題利用一對近紅外雙熒光分子Cy5和Cy5.5，基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)技術(shù)，通過將其共價鍵合在共聚物膠束核內(nèi)，來研究在不同生理?xiàng)l件下聚合物膠束的動態(tài)變化情況。
　　首先考察共聚物膠束在體外穩(wěn)定性的影響因素。我們發(fā)現(xiàn)血漿蛋白、球蛋白以及血液中的剪切應(yīng)力均會對PEG-b-PCL-FR

3、ET自組裝膠束的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。而濃度稀釋較前幾者來說，影響最大。聚合物和其單分子鏈在溶液中呈現(xiàn)動態(tài)平衡的過程。當(dāng)濃度降到膠束的CMC值以下時，其平衡向著解離方向移動，F(xiàn)RET效率即溶液中以膠束形態(tài)存在的聚合物僅有60％左右。新鮮提取的小鼠血液、血漿均對PEG-b-PCL-FRET自組裝膠束的穩(wěn)定性沒有影響。將共聚物膠束與腫瘤細(xì)胞共同孵育，F(xiàn)RET光譜曲線證明膠束在細(xì)胞膜上時依然是以完整的膠束形態(tài)存在，一旦進(jìn)入胞漿內(nèi)，則解離開來，

4、釋放出核內(nèi)藥物。
　　在體內(nèi)穩(wěn)定性研究中，我們利用多種不同的條件來探索共聚物膠束在血液中的解離和清除動態(tài)過程。當(dāng)PEG-b-PCL-FRET膠束通過尾靜脈注射至小鼠體內(nèi)后，通過活體成像儀和FRET光譜曲線實(shí)時監(jiān)控其動態(tài)。膠束在血液中的快速解離（24 h時僅剩20％的以膠束形態(tài)存在）及快速清除（24 h時僅剩3.7％的聚合物殘留）證明其還未到達(dá)靶向組織之前，核內(nèi)物質(zhì)便釋放出來。我們通過用不同方法如利用疏水鏈端PLLA代替PCL的方法

5、、增加膠束給藥劑量、利用混合膠束以改變膠束形貌、預(yù)注射致啞劑量的PEG-b-PCL膠束以及利用氯化釓，地塞米松等巨噬細(xì)胞抑制劑來探索PEG-b-PCL-FRET自組裝膠束在體內(nèi)快速解離以及快速清除的基本機(jī)理。結(jié)果證明，增加給藥劑量，預(yù)注射致啞劑量的PEG-b-PCL膠束以及利用氯化釓，地塞米松等巨噬細(xì)胞抑制劑均可以顯著延長膠束在體內(nèi)的循環(huán)時間，但是對其穩(wěn)定性沒有影響。由此說明飽和血漿中血漿蛋白對自組裝膠束的吸附以及抑制其被吞噬細(xì)胞識別均

6、可以減緩血液循環(huán)中聚合物膠束的清除速率，但不影響膠束穩(wěn)定性。包裹了抗癌藥物PTX的PEG-b-PCL-FRET膠束因其疏水核之間的作用增強(qiáng)，在血液中可以長時間維持其膠束形態(tài)，并且血漿清除慢。這證明增加共聚物膠束本身結(jié)構(gòu)中的疏水核作用對清除和解離都有較大影響。腫瘤切片的FRET光譜圖證明，盡管只有很少數(shù)的共聚物膠束可以通過EPR效應(yīng)最終到達(dá)腫瘤部位，但在腫瘤組織中，大部分共聚物仍保留其膠束完整性，直到將藥物輸送至靶點(diǎn)。綜上所述，我們的研究

7、結(jié)果揭示了聚合物膠束通過靜脈注射后在體內(nèi)的解離動力學(xué)以及清除的機(jī)理，認(rèn)清了一些關(guān)鍵的基本問題。希望本課題工作能為進(jìn)一步設(shè)計(jì)制備物理穩(wěn)定的聚合物膠束、獲得高效膠束型納米藥物打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　本論文的第二部分內(nèi)容詣在解決傳統(tǒng)陽離子聚合物基因載體不可降解，合成繁瑣，毒性較高等缺點(diǎn)。通過雙環(huán)氧化合物與胺進(jìn)行類點(diǎn)擊反應(yīng)，合成一種制作方便簡單，低毒并且高效的陽離子聚合物。其聚合反應(yīng)時間段，后處理純化易操作，極大的提高了反應(yīng)效率。根據(jù)篩選，