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“点击”化学是一类在温和条件下高产率的化学反应,这类反应具有极高的选择性,甚至可以在水相中进行,应用十分广泛。点击化学为具有复杂结构聚合物的合成与功能化提供了高效的合成策略,特别在星型、树枝化聚合物、以及功能性、多嵌段共聚物的合成中得到广泛研究与应用。聚己内酯、聚乳酸等生物高分子因其优异的生物可降解性,在药物释放和组织工程等领域得到了广泛应用。但是,这类材料的高结晶度和强疏水性,限制了它们的应用。我们通过两种方法对聚合物进行改性:一是改变聚合物的拓扑结构;二是对聚合物进行化学修饰,引入水溶性的聚乙二醇和糖类来调节亲疏水比例。环境响应性聚合物是目前医药领域的研究热点,在药物释放、基因治疗等方面受到广泛关注,为高效、定点地把药物输送到病灶部位提供了切实可行的途径。综合这三方面的因素,本论文发展了两类“点击”化学反应,合成了一系列具有生物相容性的双亲性嵌段共聚物,进而制备了具有生物还原性、光敏性以及糖靶向光敏性聚合物。论文详细研究了三类环境响应性聚合物纳米粒子的自组装过程和刺激响应行为,以及在抗癌药物的可控释放领域的应用。具体研究内容如下:(1)聚己内酯、聚乳酸和聚乙二醇组成的三嵌段和五嵌段共聚物的设计合成和性能研究本章通过一价铜催化的点击化学反应(CuAAC),成功地合成了(PEO-PCL-PLA)三嵌段和(PLA-PCL-PEO-PCL-PLA)五嵌段共聚物。并用FT-IR,1H NMR,GPC,DSC和WXRD对聚合物进行表征,结果表明PEO、PCL和PLA链段相互影响,室温固体状态下形成了微相分离的结晶材料。三嵌段共聚物和五嵌段共聚物自组装形成球形胶束,在37℃、pH=7.4条件下,可以稳定存在27天以上。五嵌段共聚物有较高的载药效率和较长的释放周期(约25天)。(2)具有生物还原性多臂星型共聚物的点击合成及其响应性胶束和超分子水凝胶的研究生物还原的二硫键通常用于连接亲水和疏水链段来形成具有生物还原性胶束。包含二硫键的胶束进入细胞后,由于细胞内较高浓度的谷胱甘肽诱发二硫键断裂,亲水性的壳很快脱离疏水性的核,导致疏水性的高分子在细胞内形成较大的聚集体,这会对细胞产生毒害作用。为此我们找出了解决办法,二硫键可以表现为连接多臂的两亲共聚物的动态还原点,同时药物释放以及胶束和水凝胶的机械性能会有一个动态调整。我们采用“巯基-炔”的光催化加成反应设计合成了多臂星型可降解嵌段共聚物(mPEO-b-PCL)。它们在水溶液中自组装成可生物还原的球形胶束和水凝胶。加入DTT后,胶束粒径减小了一半,仍然是球形。星型嵌段共聚物1形成的水凝胶的机械强度是线型嵌段共聚物的8倍,加入DTT能够降低水凝胶的储能模量。由此说明该聚合物水凝胶具有还原响应性,而且,其力学性能与药物控释性能受聚合物的拓扑结构控制。(3)近红外光响应性两亲线型-扇型嵌段共聚物的点击合成及性能研究已经证实波长在750nm到1000nm的近红外光可以穿透人体皮肤,对身体造成很小的伤害。并且,利用外界刺激,例如光,可以使积聚在肿瘤部位的载药胶束高效快速地释放药物分子。本章采用CuAAC化学反应,成功制备了含有DNQ光敏基团的两亲线型-扇型共聚物(PEO-D3DNQ),并利用FT-IR、1H NMR和GPC对其进行了结构表征。紫外吸收光谱、DLS和TEM证明,PEO-D3DNQ纳米粒子水溶液具有对紫外及近红外的光敏性能。利用透析法制备了球形纳米粒子,在水溶液中可以稳定存在25天以上。PEO5K-D3DNQ负载DOX的载药量较高,为20.1%。MTT实验证明PEO-D3DNQ材料毒性低,光照后的载药胶束的毒性高于未光照的载药胶束,验证了载药聚合物的光敏性,有望用于光控药物释放体系。(4)近红外光敏和靶向功能化的两亲扇型-扇型嵌段共聚物的点击合成及性能研究虽然环境响应性载药聚合物纳米粒子可以在外界条件下快速释放药物分子,但是,这些载药粒子往往缺乏高效的肿瘤靶向性,对正常细胞仍会产生一定的毒害作用。为了解决这个问题,本章利用CuAAC构筑新的合成体系,结合糖介导(主动靶向)和近红外光敏性,制备了双重功能化的两亲扇型-扇型嵌段共聚物,即Dm-Lac-D3DNQ。紫外吸收光谱、DLS和TEM证明,聚合物纳米粒子水溶液具有对紫外及近红外的光敏性能。利用透析法制备聚合物纳米粒子,得到球形纳米粒子,可以稳定存在20天以上。D2-Lac-D3DNQ的载药量较高,为15.6%。UV-vis和DLS结果表明Dm-Lac-D3DNQ纳米粒子对凝集素RCA120有明显的特异性识别作用。MTT实验证明Dm-Lac-D3DNQ材料毒性低,光照后的载药胶束的毒性高于未光照的载药胶束,也验证了载药聚合物的光敏性。