智能含糖聚電解質(zhì)納米凝膠的制備及其在藥物傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用.pdf

1、開發(fā)以腫瘤組織微環(huán)境為靶點(diǎn)并結(jié)合主動靶向功能的智能納米藥物控釋系統(tǒng)日漸成為解決腫瘤化療難題的共識和突破口，其中刺激響應(yīng)性納米凝膠是主流的智能納米載體之一。多糖是眾多生物材料之中的佼佼者，也是制備納米凝膠的理想材料。天然多糖不僅擁有生物相容性好、可生物降解且無毒副作用等優(yōu)點(diǎn)，不少多糖還富含氨基或羧基等電離基團(tuán)，是天然的聚電解質(zhì)材料（如殼聚糖）。此外，人工合成的含糖聚合物不但可以像天然糖蛋白一樣與外源凝集素類物質(zhì)發(fā)生特異性結(jié)合，而且還對腫瘤

2、細(xì)胞膜上過表達(dá)的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白具有特異親和性。鑒于此，設(shè)計(jì)具有刺激響應(yīng)性的新型含糖聚電解質(zhì)納米凝膠引起了我們極大的興趣。本論文從天然殼聚糖或人工合成的含糖聚合物出發(fā)，利用靜電相互作用，設(shè)計(jì)和制備了三種分別具有pH響應(yīng)性、腫瘤靶向性以及可負(fù)載DOX并且兼具腫瘤靶向性和還原響應(yīng)性的智能含糖納米凝膠體系，并對其智能響應(yīng)行為進(jìn)行了研究。
　　以腫瘤組織微酸環(huán)境(pH5.0-6.5)為靶點(diǎn)的pH響應(yīng)性納米凝膠能夠提高負(fù)載藥物在腫瘤部位釋放的

3、機(jī)率，從而增加藥物濃度，提高療效。殼聚糖的pKa約為6.5，只能溶解在酸性水溶液中，所以多數(shù)情況下基于殼聚糖的酸敏感聚電解質(zhì)納米凝膠的響應(yīng)途徑是通過殼聚糖氨基或聚陰離子中羧基等弱電解質(zhì)的質(zhì)子化來實(shí)現(xiàn)的。本文利用檸康酸酐和縮水甘油三甲基氯化銨分別對殼聚糖進(jìn)行改性，得到檸康酰胺化殼聚糖(CA-CS)和季銨化殼聚糖(QA-CS)這兩種具有相反電荷的聚電解質(zhì)材料，并通過靜電復(fù)合獲得了檸康酰胺介導(dǎo)的殼聚糖基pH響應(yīng)性聚電解質(zhì)納米凝膠(CA-bas

4、ed nanogels)。1HNMR和熒光胺測試的結(jié)果顯示CA-CS中存在比例均等的兩種異構(gòu)體，但只有一種異構(gòu)體可以在酸性條件下發(fā)生水解，CA-CS的總水解程度約為50％。通過膠體滴定法考察了具有不同分子鏈長比和滴加次序的CA-CS/QA-CS聚電解質(zhì)組合在10 mM磷酸緩沖溶液(pH7.4)中的靜電自組裝行為，發(fā)現(xiàn)只有將檸康酰胺化殼寡糖(CA-COS)加入季銨化中粘度殼聚糖(QA-MVCS)時(shí)，才能形成具有膠體穩(wěn)定性的CA-based

5、 nanogels。該pH響應(yīng)性納米凝膠在pH7.4和37℃下保持穩(wěn)定;然而在pH5.0和37℃下則迅速崩解。
　　眾所周知，PEG是最常用的納米顆粒表面親水化和隱形材料，然而大量研究表明它會干擾納米顆粒與靶向細(xì)胞間的相互作用，導(dǎo)致治療效果差。相比之下，通過含糖聚合物(glycopolymers)表面修飾得到的納米顆粒不僅具有良好地穩(wěn)定性和隱形效果，而且還擁有獨(dú)特的腫瘤特異性。本文利用嵌段離聚復(fù)合物法(BIC)，將RAFT合成的含

6、糖陰離子嵌段離聚物聚（2-甲基丙烯酰胺基吡喃葡萄糖）-block-聚甲基丙烯酸(PMAG-b-PMAA)與季銨化殼聚糖(QA-CS)進(jìn)行靜電復(fù)合得到了具有腫瘤特異性的含糖納米凝膠(glyco/CS nanogels)。膠體滴定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，改變QA-CS的分子量和滴加次序?qū)MAG-b-PMAA/QA-CS聚電解質(zhì)組合在10 mM HEPES緩沖溶液(pH7.4，0.15 M NaCl)中的靜電自組裝行為影響很大，其中只有將PMAG-b-P

7、MAA加入QA-MVCS時(shí)，才會形成穩(wěn)定的含糖納米凝膠。TEM結(jié)果顯示該納米凝膠擁有以PMAA/QA-MVCS為主的離子交聯(lián)內(nèi)核和親水的PMAG冠層。Glyco/CS nanogels不僅表現(xiàn)出對Con A的特異性親和力，還對過表達(dá)GLUTs的腫瘤細(xì)胞Hela產(chǎn)生了增強(qiáng)的陽離子毒性，熒光結(jié)果顯示其被細(xì)胞內(nèi)化后，最終與細(xì)胞核結(jié)合。
　　除了glyco/CS nanogels，本文還選用以PMAG-b-PMAA/Ca2+納米復(fù)合物作為

8、模板，并聯(lián)合胱胺(Cys)交聯(lián)的方式制備了具有腫瘤靶向功能的還原響應(yīng)性含糖納米凝膠(glyco-nanogels/Cys)。1H NMR和TEM結(jié)果證明該納米凝膠是由PMAA/Cys離子交聯(lián)內(nèi)核和親水性PMAG冠層構(gòu)成。該納米凝膠對DOX的負(fù)載效率高達(dá)95.6％，并表現(xiàn)出了依賴于GSH濃度的釋放行為。熒光圖像顯示，與L929細(xì)胞相比，該納米凝膠表現(xiàn)出了對Hela細(xì)胞更強(qiáng)的親和力。細(xì)胞毒性結(jié)果表明，與游離DOX相比，當(dāng)CDOx≥10μg/