聚磷酸酯的控制合成及其在藥物傳遞中的應(yīng)用.pdf

1、聚磷酸酯是一類以磷酸酯鍵為鏈接結(jié)構(gòu)的生物可降解高分子。由于其良好的生物相容性，以及可以通過水解和酶催化的可降解性，聚磷酸酯在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用引起了廣泛關(guān)注。
　　 本論文發(fā)展了兩種聚磷酸酯的控制聚合體系，改變了聚磷酸酯合成不可控的狀況，并籍此構(gòu)建了性能可調(diào)控的“智能型”納米藥物載體。我們研究了兩種聚磷酸酯的開環(huán)聚合體系，證明其聚合過程具有活性特征，可用于準(zhǔn)確控制聚磷酸酯的分子量、組成及結(jié)構(gòu)。我們進(jìn)一步利用上述聚磷酸酯的控制合成

2、方法，結(jié)合聚磷酸酯的獨(dú)特性能，構(gòu)建了多種尺度和性能可調(diào)控的納米膠束和納米凝膠藥物載體，用于化療藥物的靶向傳遞、胞內(nèi)響應(yīng)性藥物輸送和克服腫瘤細(xì)胞的多藥耐藥性。
　　 本論文的工作內(nèi)容和主要結(jié)論如下：
　　 1、研究了以三異丙醇鋁和異辛酸亞錫分別為引發(fā)體系的磷酸酯環(huán)狀單體的聚合及聚合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)磷酸酯單體的聚合具有活性特征。通過調(diào)節(jié)單體與引發(fā)劑的比例、反應(yīng)時(shí)間等可以控制單體的聚合，獲得具有不同分子量和結(jié)構(gòu)組成的聚合物，

3、包括各種嵌段共聚物。研究還發(fā)現(xiàn)，以異辛酸亞錫為催化劑的磷酸酯單體的聚合速率與磷酸酯單體的側(cè)基、環(huán)取代基密切相關(guān)，而且可以方便利用聚磷酸酯側(cè)基對(duì)高分子進(jìn)行功能化修飾。
　　 2、基于聚磷酸酯的可降解性、相對(duì)親水性和良好的生物相容性，利用上述可控合成方法，發(fā)展了一系列具有不同分子量及組成的聚ε-己內(nèi)酯及聚(乙基乙撐磷酸酯)(PCL-b-PEEP)的兩親性嵌段共聚物，研究了其在水溶液中的自組裝行為，構(gòu)建了以聚(乙基乙撐磷酸酯)(PEE

4、P)為殼的納米膠束藥物載體，探索了影響納米膠束性能和藥物釋放特性的影響因素。研究發(fā)現(xiàn)以PEEP為殼PCL為核的納米膠束具有良好的細(xì)胞相容性，尺寸與聚合物的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，較聚乙二醇(PEG)為殼的納米膠束具有更低的臨界膠束濃度，因而具有更好的穩(wěn)定性，同時(shí)紫杉醇藥物從PCL-b-PEEP納米膠束的釋放性能受聚合物結(jié)構(gòu)的調(diào)控。
　　 以三異丙醇鋁或異辛酸亞錫/醇引發(fā)體系合成的PCL-b-PEEP均具有可修飾的親水鏈段羥基末端。我們將其

5、端羥基進(jìn)行功能化修飾，探索了外殼靶向性修飾的納米藥物載體的構(gòu)建方法，研究了其靶向輸送藥物到腫瘤細(xì)胞的功能。通過將PCL-b-PEEP膠束表面氨基半乳糖化，獲得了與HepG2細(xì)胞表面去唾液酸糖蛋白受體特異性結(jié)合的靶向納米載藥納米膠束。它通過受體介導(dǎo)內(nèi)吞攜載更多的紫杉醇進(jìn)入HepG2細(xì)胞，并顯示靶向能力和對(duì)HepG2更強(qiáng)的殺傷能力。
　　 3、從研究PEEP及其與聚(異丙基乙撐磷酸酯)(PPEP)或聚(甲基乙撐磷酸酯)(PMEP)的

6、溫度敏感性能入手，發(fā)展了對(duì)多重環(huán)境刺激具有響應(yīng)性的納米藥物載體，并研究了其胞內(nèi)藥物傳遞的性能。首先設(shè)計(jì)合成了大量由聚ε-己內(nèi)酯和溫度敏感性聚磷酸酯組成的嵌段共聚物，發(fā)現(xiàn)其納米膠束的溫度響應(yīng)性可以精確通過調(diào)節(jié)聚磷酸酯的組成和分子量而在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)控。進(jìn)一步對(duì)膠束親水性殼層進(jìn)行微小末端修飾可以使膠束獲得對(duì)溫度、pH、光照等多重響應(yīng)性，并可精確調(diào)控。這些具有多重響應(yīng)性的載藥納米膠束顯示對(duì)多重環(huán)境刺激的響應(yīng)性藥物控制釋放行為，并受親水性聚

7、磷酸酯鏈段端基的特性調(diào)控。親水性聚磷酸酯鏈段端基修飾成羧基后，納米膠束載體具有pH及溫度雙重響應(yīng)性藥物釋放特性，酸性溶酶體及內(nèi)涵體的pH(pH5.5)降低其最低臨界溶解溫度(LCST)至37℃以下，從而觸發(fā)其在體溫37℃下的快速藥物釋放，而在pH7.4和37℃下藥物釋放速度顯著減慢。這種pH及溫度雙重響應(yīng)性納米載藥膠束進(jìn)入細(xì)胞后，顯著增強(qiáng)藥物對(duì)MCF-7細(xì)胞及MCF-7/ADR耐藥細(xì)胞的毒性。
　　 4、設(shè)計(jì)合成了由聚乙二醇和溫

8、度敏感性聚磷酸酯組成的雙親水性嵌段共聚物，利用聚磷酸酯的溫度響應(yīng)性及其受鹽濃度調(diào)控的特點(diǎn)，發(fā)展了無模版法制備多功能聚磷酸酯納米凝膠的制備方法，并研究了其藥物傳遞性能。首先研究了聚合物組成、鹽離子濃度對(duì)PEG和聚磷酸酯嵌段共聚物的溫度響應(yīng)性的影響，發(fā)現(xiàn)上述雙親水性聚合物在溫度高于其LCST的情況下，在水溶液中形成尺度與高分子溶液濃度和鹽離子濃度密切相關(guān)的納米顆粒，這些顆粒表現(xiàn)出良好的細(xì)胞和組織相容性，可以降解。接著利用鹽離子調(diào)控上述溫度響

9、應(yīng)性聚合物組裝的特性，發(fā)展了鹽誘導(dǎo)和光交聯(lián)的無模版法合成親水性納米凝膠的新方法，并進(jìn)一步通過在體系中摻入鍵和含有靶向基團(tuán)(乳糖基，Lac-)和丙烯?；?Acr-)的雜雙功能化Lac-PEG3.4K-b-PEEP172-Acr，方便地制備了通過配體-受體相互作用特異性傳遞藥物到HepG2細(xì)胞的納米凝膠，增強(qiáng)了藥物對(duì)細(xì)胞的殺傷作用。
　　 5、腫瘤細(xì)胞對(duì)藥物的多藥耐藥性是造成化療失敗的一個(gè)重要原因。為了克服其多藥耐藥性，我們?cè)O(shè)計(jì)合成

10、了用二硫鍵橋連的PCL和PEEP的嵌段共聚物(PCL-S-S-PEEP)，構(gòu)建了對(duì)細(xì)胞內(nèi)還原物質(zhì)(如谷胱甘肽)刺激響應(yīng)性的納米藥物載體，用于逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的多藥耐藥性。我們研究發(fā)現(xiàn)，一方面，基于PCL-S-S-PEEP的納米膠束可以包載阿霉素藥物分子，通過內(nèi)吞的途徑進(jìn)入耐藥的MCF-7/ADR乳腺癌細(xì)胞，使藥物分子避開耐藥細(xì)胞表面P-糖蛋白的泵出作用，從而造成藥物在細(xì)胞內(nèi)的大量富集；另一方面，細(xì)胞內(nèi)的還原環(huán)境使聚合物二硫橋鍵的斷裂，導(dǎo)致膠