基于2-羥丙基甲基丙烯酰胺共聚物的結(jié)構(gòu)調(diào)控及生物功能研究.pdf

1、癌癥作為人類健康的主要威脅之一，每年都將奪走數(shù)百萬人的生命。常規(guī)的化學(xué)治療通過藥物對(duì)癌細(xì)胞進(jìn)行殺傷，但是化療藥物選擇性較差，在殺滅腫瘤細(xì)胞的同時(shí)也會(huì)對(duì)正常細(xì)胞產(chǎn)生毒副作用。因此，抗腫瘤藥物的靶向傳遞及控制釋放成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　高分子材料具有可控的結(jié)構(gòu)與組成，以及良好的物理、化學(xué)和生物性能，在藥物控制釋放領(lǐng)域得到廣泛的研究。相比于常規(guī)的小分子抗腫瘤藥物，以高分子材料為基礎(chǔ)的納米藥物可以提高藥物的靶向能力、控制藥物釋放速度、

2、延長(zhǎng)藥物的血液循環(huán)時(shí)間并降低藥物的毒副作用。其中聚((N-2-羥丙基)甲基丙烯酰胺)(PHPMA)作為一種無毒無免疫原性的水溶性聚合物載體受到了廣泛關(guān)注。本論文以構(gòu)建新型的高效腫瘤靶向納米藥物載體為目的，通過對(duì)HPMA及其甲基丙烯酰胺類衍生物的共聚物的合成及生物功能研究，探索了載體的不同納米特性對(duì)藥物運(yùn)輸能力的影響，并最終獲得了一種抑瘤效果顯著、具有一定應(yīng)用前景的納米藥物。
　　實(shí)驗(yàn)首先合成了具有還原響應(yīng)性的單體N-叔丁基羰基胱胺

3、甲基丙烯酰胺(MABC)，然后以PEG5k-CTA為大分子鏈轉(zhuǎn)移劑，通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合(RAFT聚合)，得到結(jié)構(gòu)明確并且分子組成可控的嵌段共聚物PEG-b-PMABC，又在此聚合物基礎(chǔ)上合成了三嵌段共聚物PEG-b-PMABC-b-PS。將聚合物自組裝為膠束后，通過加入三氟乙酸(TFA)對(duì)Boc基團(tuán)進(jìn)行脫除，從而對(duì)膠束的表面電荷和粒徑進(jìn)行調(diào)整。研究發(fā)現(xiàn)，由于加入TFA后氫鍵被破壞，雙嵌段聚合物膠束的粒徑瞬間增大，而三嵌段膠束具

4、有緊密的疏水層結(jié)構(gòu)可以使膠束在加入TFA后維持粒徑不變。膠束電荷的變化由Boc基團(tuán)的脫除及氨基基團(tuán)的暴露引起，其脫除過程按照從膠束外層到內(nèi)層的順序進(jìn)行。以此理論為基礎(chǔ)，最終獲得了一系列組成不變，電荷與粒徑可以連續(xù)且獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)的載藥膠束，粒徑的調(diào)節(jié)范圍為直徑50 nm-210 nm，電荷的調(diào)節(jié)范圍為-16 mV-+60 mV。這一方法為更精確的研究載體納米特性對(duì)其生物功能的影響提供了技術(shù)準(zhǔn)備。
　　在此基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步研究了具有

5、不同表面電荷及粒徑的膠束的細(xì)胞內(nèi)吞速度，結(jié)果表明正電荷有利于膠束的細(xì)胞內(nèi)吞，同時(shí)具有還原響應(yīng)性的藥物載體在細(xì)胞內(nèi)部會(huì)逐漸解體，并引起其負(fù)載的藥物的快速釋放。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著電荷的增大，膠束在腫瘤及各主要臟器中的富集量均隨之增加，但是膠束的血液循環(huán)時(shí)間也隨之下降。膠束的腫瘤滲透能力研究結(jié)果表明，較小的粒徑及負(fù)電荷更有利于膠束在腫瘤組織中的滲透，較大的粒徑和正電荷會(huì)讓膠束傾向于富集在血管周圍。以上結(jié)果表明納米藥物的抗腫瘤能力受到多方面

6、因素綜合作用影響，對(duì)于不同的納米藥物體系以及不同的治療目的，其最優(yōu)的納米特性均不同，這一結(jié)果有助于我們開發(fā)具備更好腫瘤富集能力和治療效果的新型納米藥物傳送體系。
　　由于小粒徑膠束腫瘤滲透能力突出但滯留能力弱，而大粒徑膠束滯留能力強(qiáng)但腫瘤富集能力較差，因此本文擬利用膠束的自發(fā)聚集原理解決這一兩難的問題。首先通過RAFT聚合方法，合成一系列基于HPMA及其甲基丙烯酰胺類衍生物的水溶性聚合物，實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合物組成、分子量以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的精確

7、調(diào)控。進(jìn)一步通過聚合物后修飾方法，合成了具有pH響應(yīng)性的聚合物-阿霉素鍵合藥物。通過DLS和TEM的表征可以發(fā)現(xiàn)，鍵合藥物在水中會(huì)自組裝形成膠束并發(fā)生膠束聚集，而聚合物的結(jié)構(gòu)及組成均會(huì)一定程度的影響膠束的大小及其聚集行為。通過對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)及組成的控制，最終獲得了一種血液循環(huán)時(shí)間較長(zhǎng)、腫瘤靶向能力十分突出的鍵合藥物體系。小鼠體內(nèi)抑瘤實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該鍵合藥物具有良好的抑瘤效果，與對(duì)照組相比鍵合藥物給藥組腫瘤抑制率最高達(dá)到87.1％。通過小鼠的