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)胞的同時也會對正常細(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、延長藥物的血液循環(huán)時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Boc基團(tuán)進(jìn)行脫除，從而對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，同時具有還原響應(yīng)性的藥物載體在細(xì)胞內(nèi)部會逐漸解體，并引起其負(fù)載的藥物的快速釋放。動物實(shí)驗結(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)及組成均會一定程度的影響膠束的大小及其聚集行為。通過對聚合物結(jié)構(gòu)及組成的控制，最終獲得了一種血液循環(huán)時間較長、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)驗結(jié)果表明該鍵合藥物具有良好的抑瘤效果，與對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