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(jià)磷原子,側(cè)鏈可修飾上多種功能基團(tuán),能夠調(diào)節(jié)聚合物的水溶性,同時(shí)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(huì)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(lǐng)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(dǎo)的巰基-烯(thiol-ene)點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng),對(duì)聚磷酸酯側(cè)基的碳碳雙鍵進(jìn)行加成,向聚合物側(cè)鏈引入生物活性小分子。對(duì)聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)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(guān)性能。
　　本論文的工作內(nèi)容主要分為以下三個(gè)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(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng),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(duì)聚磷酸酯的側(cè)基雙鍵進(jìn)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(yīng)

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(cè)試,證明成功地制備了無規(guī)共聚物 poly(CL-co-OPEA),1H NMR驗(yàn)證了poly(CL-co-OPEA-COOH)和 poly(CL-co-OPEA-Gal)的化學(xué)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(yàn)表征共聚物的細(xì)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(yùn)載抗癌藥物阿霉素(DOX)的相關(guān)性能研究。poly(CL-co-OPEA-Gal)是兩親性聚合物,能夠在水溶液中進(jìn)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(shí)形成膠束的核,而親水性聚磷酸酯單元?jiǎng)t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(jìn)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(duì)照組進(jìn)行載藥以及后續(xù)表征實(shí)驗(yàn)。使用透射電子顯微鏡(TEM)和動(dòng)態(tài)光散射(DLS)對(duì)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(jìn)行表征。藥物釋放試驗(yàn)對(duì)載藥膠束在中性和弱酸性條件下的藥物釋放曲線進(jìn)行對(duì)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(xì)胞工作站和流式細(xì)胞儀對(duì)載藥膠束的細(xì)胞內(nèi)化過程進(jìn)行詳細(xì)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(jìn)入肝癌細(xì)胞,具有顯著的靶向性。同時(shí),細(xì)胞毒性測(cè)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(xì)胞(HepG2 cells)增殖,也進(jìn)一步驗(yàn)證了其對(duì)肝癌細(xì)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(jìn)行開環(huán)共聚反應(yīng),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(duì)聚磷酸酯的側(cè)基碳碳雙鍵進(jìn)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(yīng),得到產(chǎn)物MePEG-b-P(CL-co-OPEA-His)。通過1H NMR和GPC測(cè)試驗(yàn)證了產(chǎn)物的成功制備。通過MTT實(shí)驗(yàn)測(cè)試MePEG-b-P(CL-co-OPEA-His)的細(xì)胞