功能化小分子修飾的聚磷酸酯共聚物用于藥物和基因載體.pdf

1、聚磷酸酯(Polyphosphoesters,PPEs)是一類具有優(yōu)異的生物相容性和生物可降解性的聚酯。聚磷酸酯主鏈含五價磷原子,側(cè)鏈可修飾上多種功能基團,能夠調(diào)節(jié)聚合物的水溶性,同時向聚合物中引入具有生物活性的小分子。此外,在酸、堿以及磷酸酯酶的存在下,聚磷酸酯可以快速水解,水解產(chǎn)物不會改變局部組織的pH環(huán)境。以上優(yōu)異性能使聚磷酸酯在生物醫(yī)藥領域獲得越來越多的重視。
　　本論文采用開環(huán)聚合法(ROP)合成了具有生物相容性和生物可

2、降解性的聚磷酸酯共聚物,并采用紫外光誘導的巰基-烯(thiol-ene)點擊化學反應,對聚磷酸酯側(cè)基的碳碳雙鍵進行加成,向聚合物側(cè)鏈引入生物活性小分子。對聚合物的化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行了表征,并將聚合物用作疏水性抗癌藥物的載體,研究了相關性能。
　　本論文的工作內(nèi)容主要分為以下三個部分:
　　(1)以芐醇(BzOH)作為引發(fā)劑,在辛酸亞錫[Sn(Oct)2]的催化下,引發(fā)環(huán)狀磷酸酯單體2-丙烯酸乙酯氧基-2-氧代-1,3,2-二

3、氧磷雜環(huán)戊烷(OPEA)和?-己內(nèi)酯(?-CL)進行開環(huán)聚合反應,得到無規(guī)共聚物poly(CL-co-OPEA);利用thiol-ene方法,選用3-巰基丙酸為巰基試劑,對聚磷酸酯的側(cè)基雙鍵進行加成,得到側(cè)基帶有羧基的poly(CL-co-OPEA-COOH);在1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)存在的條件下,poly(CL-co-OPEA-COOH)的側(cè)基羧基與半乳糖胺發(fā)生酰胺化反應

4、,得到最終產(chǎn)物poly(CL-co-OPEA-Gal)。通過核磁共振氫譜(1H NMR)、核磁共振磷譜(31P NMR)和凝膠滲透色譜(GPC)測試,證明成功地制備了無規(guī)共聚物 poly(CL-co-OPEA),1H NMR驗證了poly(CL-co-OPEA-COOH)和 poly(CL-co-OPEA-Gal)的化學結(jié)構(gòu)。通過3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽(MTT)試驗表征共聚物的細胞毒性,結(jié)果表明共聚物在

5、修飾前后均具有良好的生物相容性。
　　(2)半乳糖胺修飾的無規(guī)共聚物poly(CL-co-OPEA-Gal)用于運載抗癌藥物阿霉素(DOX)的相關性能研究。poly(CL-co-OPEA-Gal)是兩親性聚合物,能夠在水溶液中進行自組裝形成聚合物膠束,其中,PCL單元呈疏水性,能夠在組裝時形成膠束的核,而親水性聚磷酸酯單元則形成殼舒展在膠束外部。由于聚合物具有良好的生物相容性并且修飾有肝靶向性的半乳糖胺,聚合物膠束可以進一步用于包

6、載抗癌藥物阿霉素,形成具有肝靶向性的納米載藥體系。poly(CL-co-OPEA)未經(jīng)肝靶向小分子修飾,可以作為對照組進行載藥以及后續(xù)表征實驗。使用透射電子顯微鏡(TEM)和動態(tài)光散射(DLS)對聚合物空白膠束、聚合物載藥膠束的粒子形貌、粒徑大小及粒徑分布進行表征。藥物釋放試驗對載藥膠束在中性和弱酸性條件下的藥物釋放曲線進行對比,發(fā)現(xiàn)該納米載藥體系具有一定的環(huán)境敏感性。通過活細胞工作站和流式細胞儀對載藥膠束的細胞內(nèi)化過程進行詳細研究,證

7、明半乳糖胺修飾的載藥膠束能夠通過受體-配體相互作用進入肝癌細胞,具有顯著的靶向性。同時,細胞毒性測試表明半乳糖胺修飾的載藥膠束能夠有效地抑制人肝癌細胞(HepG2 cells)增殖,也進一步驗證了其對肝癌細胞的靶向性。
　　(3)以Sn(Oct)2為催化劑,利用甲氧基封端聚乙二醇(MePEG2000)引發(fā)OPEA和?-CL進行開環(huán)共聚反應,得到無規(guī)共聚物 MePEG-b-P(CL-co-OPEA);使用thiol-ene方法,選用

8、3-巰基丙酸為巰基試劑,對聚磷酸酯的側(cè)基碳碳雙鍵進行加成,得到側(cè)基帶有羧基的MePEG-b-P(CL-co-OPEA-COOH);在EDC和NHS的存在下,利用 MePEG-b-P(CL-co-OPEA-COOH)的側(cè)基羧基與組胺(His)發(fā)生酰胺化反應,得到產(chǎn)物MePEG-b-P(CL-co-OPEA-His)。通過1H NMR和GPC測試驗證了產(chǎn)物的成功制備。通過MTT實驗測試MePEG-b-P(CL-co-OPEA-His)的細胞