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5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-Fu)是抗代谢类的抗肿瘤药物,具有广谱的抗肿瘤效果,是目前临床治疗肿瘤的首选药物。由于其体内的半衰期短仅为10~12min,副作用大,限制了5-Fu在治疗中的应用。目前研究的主要方向集中于药物在癌症细胞外液响应,直接迅速作用于病变细胞快速释放药物;针对肿瘤细胞生存环境能够长期响应、长期控释、缓释的载药智能系统研究相对较少。为了在临床上维持较长时间的药物浓度,提高生物利用率。针对以上情况,本研究利用具有生物相容性、生物可降解性和pH敏感性的材料,合成了两类类聚氨酯载药体,对5-Fu进行包覆,制备出了具有pH敏感性、生物可降解、长期缓释的聚氨酯(PU)负载5-Fu微球,旨在控制癌症复发,取得了一定的效果。主要研究内容和方法包括:1.利用六亚甲基二异氰酸酯(HDI),聚乙二醇(PEG),1,4-双(2-羟乙基)哌嗪(HEP)为主要原料制备了具有pH敏感性的聚醚型聚氨酯(PETU);利用FT-IR、WARD、DSC方法对材料表征,探讨了不同因素对合成PU热性能和PU结构的影响;通过滴定实验和溶胀实验对合成材料的pH敏感性和溶胀能力进行了测试和研究,对材料在不同pH的PBS溶液中体外降解性进行了测试和探讨。2.首先通过ε-己内酯、丁二酸合成了双羧基封端的聚己内酯(PCLC),然后通过PCLC与PEG反应,得到了P(PEG-b-PCLC-b-PEG)共聚物(PEST),最后利用PEST与HDI、HEP为主要原料合成了具有pH敏感性生物可降解的聚醚酯型聚氨酯(PESTU)。利用不同的表征方法对材料的化学结构、物质结构、热性能进行了表征和分析。通过滴定实验、溶胀实验,对材料的pH敏感性和溶胀能力进行了探讨,分析了影响pH敏感性和溶胀能力的原因。对PESTU在不同pH的PBS溶液中降解性和生物酶解性做了研究和探讨。3.利用合成聚氨酯对5-Fu包覆,制备了聚醚型聚氨酯负载5-Fu的载药微球(5-Fu/PETUMs),聚醚酯型聚氨酯负载5-Fu的载药微球(5-Fu/PESTUMs)。通过不同pH的PBS溶液模拟体内正常细胞外液与癌细胞外液,分别对5-Fu/PETU和5-Fu/PESTU进行了体外释放实验。通过对体外释放结果的分析,探索了5-Fu在不同的载药微球中的释放率和释放行为。通过对释放结果的药物释放模拟,进一步分析探讨了药物复合体在不同环境下的释放行为。研究结果表明:(1)在最佳反应条件下,按PETU-3、PETU-4、PETU-6方案制备的材料具有较好的pH敏感性和一定的溶胀性。通过对材料的表征和表征结果的分析发现,随着MPEG增大、nHDI/nBDO/nPEG+HEP和R(PEG/HEP)中PEG相对含量的增加,PETU的溶胀性提升, pH敏感性减弱。(2)同PETU相比PESTU具有很好的水解性。在最佳反应条件下,制备的PE200STU-3、PE400STU-2具有良好的pH敏感性和一定的溶胀性。通过分析发现,软段含量的变化对pH敏感性和溶胀性的影响同PETU相似。同PETU相比,通过引入聚己内酯段(PCLC)段,在一定程度上抑制了PESTU的pH敏感性和溶胀性,促进了其降解性。在MPEG小于600时,脂肪酶对PCLC段的结晶区起到破坏作用,提高了降解速率和失重率。(3)通过对在最佳包覆条件下制备的PETU和PESTU负载5-Fu微球的体外累积释放实验的研究,发现5-Fu在两种微球中释放曲线都呈现三个阶段:“暴释”阶段、平台阶段、缓释阶段。随着pH的减小,其平台阶段缩短甚至消失。通过不同pH模拟载药复合体对癌细胞外液周围环境响应情况,进了体外释放实验。其结果表明,在264hpH=7.6的PBS中,5-Fu/PETU、5-Fu/PESTU最大为累积释放率分别为29.22%(PETU)、51.87%(PESTU),同其在pH=6.5的累积释放率相比分别减少了34.82%、32.37%。证明设计材料体具有很好的缓释性和pH敏感性。(4)分析发现,PETU、PESTU的pKa、溶胀率、降解性,包覆率,均能5-Fu/PETUMs、5-Fu/PESTUMs的累积释放率和药物释放行为。通过对释放结果的分析发现,5-Fu在5-Fu/PETUMs中的释放曲线对双相动力学方程的拟合程度较高,5-Fu在5-Fu/PESTUMs中的释放曲线拟合程度较差。这说明影响5-Fu在5-Fu/PESTUMs中的释放因素更为复杂。