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近年来,刺激响应性高分子材料已被广泛应用于纳米药物递送系统,它们能够有效地提高疏水药物的溶解度、延长药物在血液中的循环时间、增加药物的组织渗透并使其在病灶部位定点释放。其中,利用主客体作用来构建两亲性高分子引起了研究者的极大关注,这主要是因为相比于共价键连接,主客体作用具有构筑简便、组装可逆、易于多功能化修饰等优点。此外,通过选择不同种类的主客体作用分子对,可以将各种刺激响应性(如氧化还原、酸、电压、光等)功能引入主客体作用中。基于以上背景,本论文选择β-环糊精/二茂铁主客体作用分子对来构建具有刺激响应性质的两亲性高分子载体,分别采用物理包载和化学键接两种方式来研究它们对疏水药物的装载和控释行为。本论文的研究内容主要包括以下三个部分:(1)基于主客体作用构建葡聚糖基高分子药物载体本章报道了一种基于非共价作用构建的多重刺激响应性接枝共聚物:首先,通过酸敏感性苯甲酰亚胺键将β-环糊精(β-CD)连接至葡聚糖(Dex)侧链,制得葡聚糖衍生物Dex-β-CD;随后,采用开环聚合(ROP)反应制备末端修饰二茂铁(Fc)基团的聚乳酸(Fc-PLA);最后,通过β-CD与Fc的主客体作用获得非共价键相连的两亲性接枝共聚物Dex-β-CD/Fc-PLA。采用核磁共振氢谱(1HNMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、凝胶渗透色谱(GPC)、二维核Overhauser效应谱(2DNOESY1HNMR)和循环伏安法(CV)对所合成的Dex-β-CD/Fc-PLA共聚物及其前驱体的化学结构和主客体作用进行了表征。利用芘荧光探针法测试了两亲性共聚物的临界聚集浓度(CAC),发现共聚物的CAC值随着β-CD和Fc摩尔比(β-CD:Fc)的减小而减小。透射电子显微镜(TEM)表征结果显示,两亲性共聚物在水溶液中自组装形成球形纳米粒子(NPs),动态光散射(DLS)测试结果表明NPs的平均粒径随PLA疏水链段的增加由118 nm降低至79 nm。由于酸敏感亚胺键和β-CD/Fc主客体复合物的存在,NPs在pH 7.4条件下能够保持稳定,而在酸性和氧化性(NaClO或正电压)介质中会发生解离。利用该两亲性共聚物负载疏水性抗癌药物阿霉素(DOX),获得载药纳米粒子(DOX/Dex-β-CD/Fc-PLA NPs),它在pH 7.4条件下的药物释放量较低,而在模拟氧化和酸性介质中的药物释放量显著增加。体外细胞毒性实验(MTT法)结果表明,两亲性共聚物对小鼠成纤维细胞(L929)、人脐静脉内皮细胞(HUVEC)以及人肺癌细胞(A549)均具有较低的毒性,但是载药纳米粒子对A549癌细胞的毒性明显高于HUVEC正常细胞。此外,细胞摄取实验结果表明,DOX/Dex-β-CD/Fc-PLANPs可以有效地将DOX递送至A549癌细胞中。因此,这种具有多重刺激响应性的两亲性共聚物在疏水药物的递送中有潜在的应用。(2)基于主客体作用构建透明质酸基高分子前药本章以含二茂铁和喜树碱(CPT)的小分子前药(Fc-CPT)、以及β-CD和靶向性环状多肽(cRGD)修饰的透明质酸(HA)(HA-cRGD-CD)为基元,利用β-CD/Fc主客体作用构建了一种氧化/还原双重响应性两亲性高分子前药(HA-cRGD-CD/Fc-CPT)。首先,通过两步酰胺化反应和“巯基-烯”点击反应将透明质酸侧链修饰上β-CD和cRGD制得HA-cRGD-CD;随后,采用两步化学反应将Fc与CPT通过还原敏感性二硫键相连,得到小分子前药Fc-CPT;最后,利用β-CD/Fc主客体作用将上述两部分进行非共价键连接,成功获得HA-cRGD-CD/Fc-CPT。通过1H NMR、FT-IR、高效液相色谱(HPLC)、液质联用仪(LC/MS)、UV-Vis、GPC、2D NOESY1HNMR和CV测试对高分子前药及其前驱体的化学结构和主客体作用进行表征。两亲性高分子前药在水溶液中可以组装形成前药纳米粒子(HA-cRGD-CD/Fc-CPT NPs),采用DLS和TEM分别对不同介质中前药纳米粒子的平均粒径、粒径分布以及形貌进行表征。实验结果表明,HA-cRGD-CD/Fc-CPTNPs呈现均一的球形,在pH7.4条件下具有良好的稳定性,而在还原性或氧化性介质中能够发生解离。在体外药物释放实验中,与pH 7.4条件下相比,前药纳米粒子在还原和氧化环境中能够释放更多药物。初步的动物实验结果表明,HA-cRGD-CD/Fc-CPT NPs在小鼠体内的血液循环效果不佳,很容易被肾脏清除。于是,我们进一步对高分子前药的化学结构进行优化。(3)基于主客体作用构建聚乙二醇化透明质酸基高分子前药文献报道聚乙二醇(PEG)可以延长纳米粒子在体内的循环时间,本章对前面所得透明质酸基高分子前药进行PEG化修饰,制得一种新的两亲性高分子前药HA-PEG-cRGD-CD/Fc-CPT。通过1HNMR、UV-Vis和CV测试对高分子前药的化学结构和主客体作用进行表征。利用DLS和TEM测定了前药纳米粒子的平均粒径、粒径分布和形貌,前药纳米粒子在pH7.4条件下能够维持粒径稳定,而在还原性或氧化性介质中粒径和粒径分布均发生显著变化。体外药物释放实验结果表明,前药纳米粒子在还原或氧化条件下能够解离并释放出药物。利用MTT法进行的细胞毒性实验结果表明,HA-PEG-cRGD-CD对HUVEC正常细胞和人肝癌细胞(HepG2)均表现出较低的毒性,而HA-PEG-cRGD-CD/Fc-CPT前药纳米粒子能够有效地抑制HepG2细胞的增殖。在后续实验中,还需要进一步对前药纳米粒子的体内抑制肿瘤生长效果进行评价。