背景:几十年以来,越来越多的聚合物纳米材料在生物领域得到应用,特别是在肿瘤的诊断与治疗方面。与小分子化疗药物相比,纳米药物具有(例如Abraxane,DaunoXome,Lipo-DOX等)延长在体内的滞留时间,增加肿瘤区域组织的聚集,降低单药作用时的毒副作用等方面优势,使纳米药物成为当前科研工作者们研究的热点。随着对人体及肿瘤的生理病理性质的深入研究,人们认识到亟需对纳米材料多功能化以应对体内多重屏障,才有可能取得理想的肿瘤化学治疗效果。然而纳米材料的功能化需要通过复杂的化学合成来完成,但常受到聚合物自身性质的制约,键合的聚合物往往结构固定,这样就会导致材料的多功能性受到很大限制。为解决这些问题,基于超分子作用的抗肿瘤药物载体的制备成为一种极具潜力的方案。超分子化学与传统的共价键化学有本质的区别,它无需借助化学键合,而是通过特定的分子相互识别完成(包括氢键相互作用,π-π键相互作用,范德华瓦尔斯力作用,静电作用等弱相互作用),条件比较温和,一般具有可逆性。其最大的优势在于采用模块化的构筑方式可以很方便的做到结构上多样化,比如同时引入一些靶向基团及环境响应性基团,从而使最终构建出的药物载体具有更灵活的结构以应对治疗和诊断的多层次需求。本论文主要通过环糊精与PEG片段的主客体作用构建基于超分子作用的药物载体,并且研究了他们在体外的抗肿瘤生物效应。本研究的主要内容分为以下两个章节:第一章 一种紫杉醇纳米晶体复合超分子水凝胶的制备及其克服肿瘤耐药的研究[目的]为了输送疏水性抗肿瘤的药物及克服肿瘤耐药性,利用主客体超分子相互作用构建一种新的药物递送系统。[方法]首先,采用维生素E聚乙二醇琥珀酸酯(TPGS)乳化紫杉醇(PTX)制备纳米药物晶体,然后该药物晶体与α-环糊精通过超分子作用形成可注射性水凝胶。使用XRD、TEM、SEM手段对水凝胶的结构和形貌等理化性质进行表征,随后探索了纳米晶体及环糊精浓度对成胶时间的影响。接下来应用紫杉醇敏感细胞株A549及紫杉醇耐药细胞株A549/T进行细胞活性检测实验及细胞凋亡检测实验,探索该载药超分子水凝胶的抗肿瘤生物效应。[结果]激光动态光散射及透射电镜结果表明制备出大小与形貌合适的紫杉醇纳米晶体,不同的纳米晶体及环糊精浓度可影响成胶时间,水凝胶的药物释放实验结果显示该药物递送系统能够快速有效地释放出抗肿瘤药物。在细胞毒性实验及细胞凋亡实验中,该水凝胶均能够有效抑制紫杉醇耐药细胞,与对照组相比,具有显著性差异。[结论]紫杉醇纳米晶体与α-环糊精(α-CD)能够自组装形成超分子水凝胶,该水凝胶能够同时递送疏水性抗肿瘤药物(PTX)及生物大分子药物(TPGS),并能克服肿瘤耐药。第二章 超分子纳米组装体的构建及其程序性药物递送研究[目的]基于一个简单通用的模板化策略,利用主客体相互构建一种可以共同输送多种不同抗肿瘤药物的超分子纳米组装体。[方法]首先利用TPGS乳化紫杉醇制备纳米颗粒的内核,然后利用聚(β-环糊精),如聚(异丁烯-alt-马来酸酐)改性的β-环糊精(p(IB-alt-MAnh)-CD)、寡聚透明质酸改性的β-环糊精(HA-CD)与上述内核交联形成软模板。再由酸不稳定的药物前体mPEG-DOX组成纳米颗粒的外壳,通过DOX与β-CD的超分子相互作用连接核与壳形成具有核-壳结构的纳米颗粒。使用动态光散射,透射电镜,红外光谱分析等对纳米颗粒进行表征。细胞毒性实验检测纳米颗粒对肿瘤细胞的抑制能力,激光共聚焦显微镜下观察纳米颗粒的细胞内吞行为及胞内的分布情况,使用流式细胞仪定量分析细胞内平均荧光强度的大小,进而评价该纳米颗粒输送抗肿瘤药物的能力。此外,利用透明质酸对CD44+细胞的靶向性,构建一种以寡聚透明质酸改性的β-环糊精(HA-CD)为模板的纳米颗粒,则该纳米颗粒具有CD44+受体靶向性,并使用人肝癌细胞HepG2评价其生物抗肿瘤效应。[结果]动态光散射结果可见,纳米颗粒平均粒径大小为190±15nm,PDI为0.175,且该纳米颗粒在缓冲液中具有良好的稳定性,在酸性溶液中,阿霉素与mPEG-hydrazide之间的腙键断裂,纳米颗粒的外壳解离。透射电镜结果表明紫杉醇纳米晶体的交联团簇作为纳米颗粒的核,它可大大提高纳米颗粒的载药率。耐药细胞株MCF-7/ADR细胞毒性实验表明,纳米颗粒比单纯的阿霉素和紫杉醇具有更好的细胞抑制效果,进而表明该纳米颗粒能够克服肿瘤耐药性。激光共聚焦实验结果及流式细胞学实验结果表明,纳米颗粒能够成功将多种不同抗肿瘤药物输送至细胞内。透明质酸改性后的纳米颗粒对HepG2细胞的生物学实验表明该纳米颗粒能够将抗肿瘤药物靶向输送至CD44+受体的细胞,并且有效抑制肿瘤细胞。[结论]由mPEG-DOX,p-CD,PTX和TPGS通过自组装可制备一种具有核-壳结构的纳米颗粒,它能够共同转运不同物理性质的抗肿瘤药物DOX,PTX及生物大分子TPGS,并且能克服肿瘤耐药;此外该类型的纳米颗粒模板可以共同输送靶向基团。