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对于癌症患者来说,目前最有效的方法仍然是化疗。通常患者在化疗期间必须使用如紫杉醇与顺铂类抗癌药物,然而,此类药物也有一定弊端,比如水溶性差、会产生副作用等。现在已经开发了多种药物载体以克服这类缺点。由于小分子水凝胶对药物具有高负载量,其最近作为一种新型的载体用于稳定释放不同的药物而被广泛研究。
小分子水凝胶由于生物相容性好、易降解等优点,研究基于抗癌药物的小分子水凝胶作为一种临床应用的药物输送体系已成为近几年的研究热点。本论文主要研究的是基于抗癌药物紫杉醇的多肽小分子水凝胶。
本论文第一部分涉及一种连接两种功能互补的抗癌药物的多肽小分子水凝胶的合成及表征。前体分子序列为Dex-FFFK(taxo1)E-ss-EE,利用多肽固相合成方法合成,其中地塞米松(Dexamethasone,Dex)为抗炎药物,紫杉醇(taxo1)为抗癌药物。此前体分子的二硫键可在还原剂作用下发生断裂,疏水端自组装形成水凝胶,亲水端游离。我们利用质谱、核磁、透射电镜、流变测试等方法对这种小分子水凝胶体系进行了定性、外貌、力学、药物释放等化学表征,同时也利用MTT方法对合成中间体、成胶前体分子、成胶因子对肝癌细胞HepG2的杀伤作用进行了测试,结果显示这种基于紫杉醇的小分子水凝胶在成胶前后都具有与紫杉醇相当的药效。而且,此多肽序列还可作为骨架连接其他的抗癌药物(10-羟基喜树碱(10-hydroxy Camptothecin,HCPT),还原剂作用也可形成小分子水凝胶,而且成胶前体分子及成胶因子对肝癌细胞仍具有杀伤能力。
本论文第二部分涉及对一种小分子水凝胶进行生物评价,合成部分由其他同学完成。这个小分子序列为Nap-GFFYp-NMe,可被碱性磷酸酶催化形成水凝胶,成胶因子比较疏水,因此形成的水凝胶比较稳定;最低成胶浓度比较低,对生物的毒性较小。本论文主要通过放射性标记示踪实验、皮下注射组织学切片染色实验和皮下注射对小鼠体重影响实验反映此小分子水凝胶的毒性。放射性标记实验发现,此小分子水凝胶在小鼠皮下21天可基本降解完全;HE染色观察到皮下注射的炎症反应并不强烈;对小鼠体重的影响与正常小鼠相比没有区别。这些结果说明,Nap-GFFYp-NMe小分子形成的水凝胶生物相容性比较好、体内可降解,有望作为一种体内应用的小分子水凝胶包裹抗癌药物原位注射到肿瘤组织或周围组织,达到消除肿瘤残余组织、防止癌细胞转移的效果。
为了提高抗癌药物的效率同时降低副作用,研究更为安全有效的药物输送体系显得尤为重要。连接或包裹抗癌药物的可注射小分子水凝胶由于可在局部缓释抗癌药物,因此是一种很好的选择,本论文不仅合成了一种具有药效的连接两种药物的小分子水凝胶,还提供了一种生物相容性比较好的生物材料,可包裹抗癌药物原位肿瘤注射,因此是很有意义的。