【摘要】：基于聚合物的納米運(yùn)載體系既能夠克服小分子藥物的不足,又能夠利用體系的納米特性提高藥物療效,近年來引起了研究人員的廣泛興趣。但是目前報道的聚合物納米運(yùn)載體系大多是由線性兩親性聚合物在分子間作用力驅(qū)動下通過自組裝形成,故在外界條件變化時膠束很容易解離,進(jìn)而導(dǎo)致小分子藥物突釋產(chǎn)生較大毒性,同時也導(dǎo)致輸送體系失去納米特性。另一方面,為了進(jìn)一步提高聚合物納米運(yùn)載體系在體內(nèi)的穩(wěn)定性,文獻(xiàn)報道通常利用“后修飾”策略將小分子試劑通過共價鍵連接到聚合物載體,而這種策略往往存在合成步驟繁瑣、小分子試劑載入分布不均且載入量難以控制等缺點(diǎn)。與之相反,“自下而上”策略利用可聚合功能性前體直接聚合的方式制備運(yùn)載體系,因而合成步驟更加簡潔,功能性試劑在基體中分散均勻且含量可調(diào)控,所得材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的可控性更強(qiáng),因而該方法十分適合用來制備對可重復(fù)性要求較高的生物材料。在本論文中,我們根據(jù)“自下而上”策略中可聚合功能性單體的概念,分別制備了不同功能的可聚合單體,隨后利用“自下而上”策略構(gòu)建了一系列基于單分子膠束及其聚集體的穩(wěn)定納米體系,并初步研究了它們在藥物輸送以及細(xì)胞成像領(lǐng)域的應(yīng)用。本論文共分為四個部分,具體研究內(nèi)容和結(jié)論概括如下:1.“自下而上”策略構(gòu)建載藥單分子膠束聚集體及其抗腫瘤活性評估盡管聚合物-藥物綴合物在抗癌藥物輸送領(lǐng)域有著顯著優(yōu)勢,但是如何通過一種簡便的方法控制體系中藥物的負(fù)載位置與負(fù)載量仍然具有很大的挑戰(zhàn)性。本章中我們結(jié)合“自下而上”策略的靈活可控性以及單分子膠束的穩(wěn)定性,成功合成了一類新型載藥兩親性超支化多臂聚合物hPCM用于腫瘤治療。首先將抗癌藥物10-羥基喜樹堿修飾成甲基丙烯酸酯類可聚合前藥單體,隨后將其聚合在H40大分子鏈轉(zhuǎn)移劑表面,最后再聚合上親水性聚磷酰膽堿單體即得到hPCM。在濃度高于CAC時,hPCM自組裝形成多膠束聚集體,不斷稀釋至CAC以下,多膠束聚集體解離為單分子膠束。通過在體外和體內(nèi)的實驗研究發(fā)現(xiàn),得益于單分子膠束獨(dú)特的組裝特性以及其膠束結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,hPCM具有較長的體內(nèi)循環(huán)時間,能夠在腫瘤部位有效富集,并展現(xiàn)了顯著的抗腫瘤效果。2.“自下而上”策略構(gòu)建超支化聚藥-光敏劑單分子膠束及其在腫瘤化療-光動力聯(lián)合治療中的應(yīng)用化療-光動力聯(lián)合治療能夠克服單一腫瘤治療方法帶來的多藥耐藥以及其他副作用,因而成為提高腫瘤治療效果的重要手段�？紤]到納米載藥體系在體內(nèi)的穩(wěn)定性,大量文獻(xiàn)通過“后修飾”法構(gòu)建了共價鍵連接的化療-光動力聯(lián)合治療納米體系。然而這類“后修飾”方法涉及到復(fù)雜的合成步驟以及繁瑣的純化工作,因而發(fā)展一種簡單靈活的制備方法引起了科學(xué)工作者們極大的興趣。本章中,我們利用“自下而上”方法,簡便地構(gòu)建了一種新型兩親性超支化聚藥-光敏劑單分子膠束hPCBE用于腫瘤化療-光動力聯(lián)合治療。通過將化療藥物與光敏劑分別進(jìn)行修飾,得到可聚合前藥/光敏劑單體,隨后通過“自下而上”方法將二者共聚一步構(gòu)建超支化聚藥-光敏劑內(nèi)核,在其表面覆蓋聚乙二醇親水單元后得到兩親性超支化聚藥-光敏劑hPCBE。hPCBE在水中能夠以穩(wěn)定的單分子膠束形式存在,且與單一的化療或光動力治療體系相比,hPCBE展現(xiàn)出更高的腫瘤細(xì)胞毒性。3.BODIPY功能化熒光超支化聚半乳糖的構(gòu)建及其在細(xì)胞靶向成像中的應(yīng)用由于獨(dú)特的靶向性質(zhì)和表面的可修飾性,基于糖類聚合物的靶向性熒光納米粒子在癌癥診斷和治療等生物醫(yī)用領(lǐng)域具有良好前景。但是目前的合成方法往往存在合成步驟繁瑣、熒光分子分布不均且容易局部分布過密導(dǎo)致熒光淬滅等缺點(diǎn)。在本章工作中,我們利用簡便的“自下而上”策略構(gòu)建了一種靶向性的熒光超支化聚半乳糖納米粒子hPGVB。首先將乙酰基半乳糖和熒光分子BODIPY分別修飾上丙烯酸酯基團(tuán),制備出相應(yīng)的可聚合功能性單體。隨后通過RAFT聚合簡便地合成了熒光超支化聚半乳糖hPGVB。hPGVB在水中能夠自組裝成穩(wěn)定的納米顆粒,且表現(xiàn)出優(yōu)異的發(fā)光效率和光穩(wěn)定性。此外,細(xì)胞實驗結(jié)果表明hPGVB熒光納米顆粒具有良好的生物相容性,且與無靶向性的熒光超支化聚合物hPEVB相比,hPGVB熒光納米顆�？梢赃x擇性地被ASGP受體過表達(dá)的HepG2細(xì)胞攝取,展現(xiàn)其在細(xì)胞靶向成像領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。4.單分子膠束策略構(gòu)建穩(wěn)定的AIE型熒光納米粒子及其細(xì)胞長效成像中的應(yīng)用AIE類熒光分子的獨(dú)特發(fā)光特征使得它們成為構(gòu)建水相應(yīng)用熒光納米粒子的重要手段。目前報道的絕大多數(shù)AIE型熒光粒子都是將AIE生色團(tuán)連接在兩親性嵌段聚合物上,隨后通過在水溶液中的自組裝形成熒光納米粒子。然而,這類由線性聚合物組裝形成的熒光納米子穩(wěn)定性較差,在外界環(huán)境變化時膠束結(jié)構(gòu)容易解離,而此時AIE生色團(tuán)將從聚集態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),從而導(dǎo)致其發(fā)光性能減弱。本章中,我們利用單分膠束策略,構(gòu)建了一類穩(wěn)定的AIE型熒光納米粒子HPC-star-PEG。首先以均三苯甲醛A3和四苯乙烯衍生物B2為單體,通過Wittig偶聯(lián)反應(yīng)合成末端為醛基的超支化共軛聚合HPC。醛基還原后再將線性聚乙二醇單體接枝到HPC表面得到核-殼結(jié)構(gòu)的星狀超支化共軛聚合物HPC-star-PEG。得益于超支化共軛聚合物的內(nèi)在穩(wěn)定性以及表面聚乙二醇?xì)拥谋Ｗo(hù),HPC-star-PEG膠束展現(xiàn)出優(yōu)異的pH,溫度,光照,儲存,離子強(qiáng)度,血清蛋白穩(wěn)定性。更重要的是,由于其共價連接的核-殼結(jié)構(gòu),HPC-star-PEG膠束在極度稀釋的條件下仍然能夠保持其熒光性質(zhì)不變。基于HPC-star-PEG膠束的超高穩(wěn)定性,我們還探索了其在細(xì)胞長程示蹤成像中的應(yīng)用。
【圖文】：

吸附以及血流產(chǎn)生的剪切力等因素都可能導(dǎo)致膠束解離（圖1-1）；更加值得注意的是，膠束注射到血液中后將立即受到大量血液的稀釋，極有可能使得血液中聚合物濃度快速降低到其臨界膠束濃度以下，此時膠束也將發(fā)生解離。圖 1-1 共價鍵連接的單分子膠束和分子間作用力驅(qū)動形成的線性膠束在外界條件變化時的行為：單分子膠束保持其膠束結(jié)構(gòu)完整，線性膠束結(jié)構(gòu)解離Figure 1-1 Different behaviors of covalently linked unimolecular micelles and intermolecular forcesdrived linear micelles when external conditions changed: unimolecular micelles are stable and linearmicelles can fall apartChen 等人利用 FRET 效應(yīng)檢測了線性膠束在體內(nèi)的穩(wěn)定性[31]。首先，他們選定了一對能夠產(chǎn)生 FRET 效應(yīng)的熒光分子對(DiO/DiI)，如圖 1-2a 所示，在有機(jī)溶劑丙酮中時，，熒光分子對處于游離狀態(tài)，二者距離較遠(yuǎn)無法產(chǎn)生 FRET 效應(yīng)，此時熒光譜圖上顯示出二者各自的特征發(fā)射峰，分別位于綠光(DiO)和橘紅光區(qū)(DiI)，將 DiO 與 DiI的發(fā)射峰強(qiáng)度分別記為 IDiO和 IDiI

第一章 緒論 束通過靜脈注射打入兔子血液中，分別在注射后的 15 分鐘、30 分鐘在線監(jiān)測血液的熒光譜圖，并將各時間點(diǎn)的 FRET 值計算出來，再與，如果注射后兔子血液熒光譜圖的 FRET 值靠近 I1，表明膠束已經(jīng)解T 值靠近 I2，表明膠束保持完整。從兔子血液熒光譜圖（圖 1-2b）中脈注射 15 分鐘后，其 FRET 值就已經(jīng)接近 I1（圖 1-2c），這個結(jié)果射 15 分鐘后，F(xiàn)RET 熒光分子對從膠束核中泄露出來，也就表明此時結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生解離。(a)2-
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R943;TB383.1


本文編號：2665381