發(fā)布時間：2018-03-13 05:36

  本文選題：聚合物納米膠束　切入點：pH敏感　出處：《山東大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：惡性腫瘤已經(jīng)成為威脅人類健康的最嚴重疾病之一,早期診斷困難,傳統(tǒng)治療手段如化療往往因特異性差而療效欠佳。治療效果的評估具有滯后性、不能實時評估等缺點。因此,尋找一種高效的腫瘤診療模式,既能高效、特異的殺傷腫瘤細胞,最小程度損傷正常的細胞和組織；又能在腫瘤治療的同時實時監(jiān)測治療的效果,然后再根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整給藥種類、給藥劑量和給藥方式,則可實現(xiàn)腫瘤患者的個體化給藥,從而提高腫瘤的治療效果。將腫瘤的靶向診斷和靶向治療合二為一的治療策略是針對腫瘤特異性分子靶點而設計的腫瘤診治方案,具有診斷靈敏度高、特異性強、療效顯著及毒副作用小等特點,是一種極具應用前景的診治模式。采用藥劑學手段,將分子診斷與靶向治療模式相結(jié)合,制備一種能夠同時滿足主動靶向、腫瘤部位觸發(fā)釋藥、腫瘤診斷和治療的多功能納米載體,則可推動新策略的發(fā)展。多功能納米藥物載體是一種復合納米粒子,它是利用兩親嵌段共聚物與自組裝技術(shù)(self-assembly)制備而成,具有延長半衰期、減少毒副作用、同時具有腫瘤靶向等特點。目前,以多功能聚合物納米材料為載體將疏水性藥物和影像對比劑靶向傳輸及控制釋放的研究已經(jīng)成為一個熱門領(lǐng)域。本課題制備一種能夠同時滿足主動靶向、腫瘤部位觸發(fā)釋藥、腫瘤診斷和治療的多功能納米載體,以期增加抗腫瘤藥物的治療效果。首先,選擇不同功能的聚合物材料作為抗腫瘤治療藥物的載體,合成以下三種材料：①具有pH敏感性的普朗尼克P123-聚(β-氨基酯)(poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol)-poly(β-amino ester),P123-PAE);②具有葉酸受體介導的腫瘤靶向聚合物材料葉酸-普朗尼克P123 folate-(poly(ethyleneglycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol), FA-P123);③具有核磁共振顯影功能的普朗尼克P123-聚(p-氨基酯)-二乙基三胺五乙酸-釓(poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol)-poly(P-amino ester-diethylene triamine pentacetic acid-Gd, P123-PAE-DTPA-Gd).然后,選取姜黃素(Curcumin. Cur)和多烯紫杉醇(Docetaxel, DTX)作為模型藥物,通過自組裝手段制備了三種不同多功能聚合物納米載體,分別為：①pH敏感的聚合物納米膠束；②葉酸受體介導的pH敏感的聚合物納米膠束；③葉酸受體介導pH敏感雙載Gd/DTX的聚合物納米膠束。最后,分別對所制備的三種不同功能納米載體的理化性質(zhì)、體外釋藥行為、體外抗腫瘤活性、動物體內(nèi)抗腫瘤活性、體外和動物體內(nèi)的磁共振顯影(Magnetic Resonance Imaging, MRI)等進行了評價,以期提高腫瘤的靶向治療,同時對治療效果實時監(jiān)測。課題主要研究方法與結(jié)果如下：1.多功能材料的合成與表征首先,采用邁克爾加成反應首次合成具有pH敏感性的雙親性嵌段聚合物材料P123-PAE,然后采用酯化反應分別合成了功能性材料FA-P123和P123-PAE-DTPA,并通過核磁和紫外等手段證明聚合物材料的成功合成。2.pH敏感聚合物納米膠束的研究pH-敏感的藥物釋放系統(tǒng)是腫瘤靶向治療研究的常用手段。本課題首先通過自組裝制備了具有pH敏感性的P123-PAE聚合物膠束。制備的納米膠束外形圓整,粒徑分布均勻。當溶液的pH值從7.4下降到5.5時,納米膠束的粒徑由152.5+9.12 nm下降到122.1+6.65 nm,納米膠束的Zeta電位由1.5±0.67 mV增加到9.0+1.77mV,這是由于納米膠束中PAE的質(zhì)子化引起的。姜黃素作為模型藥物,被成功地包載到納米膠束的疏水核中,載藥量高達14.2%。體外釋放結(jié)果表明,藥物從膠束中的釋放具有明顯的緩釋性和pH敏感性。體外細胞毒性實驗結(jié)果表明,空白膠束幾乎無毒；Cur-P123-PAE在MCF-7和HepG2細胞中具有相似的細胞毒性。選用香豆素-6作為熒光染料,考察制劑在細胞內(nèi)的攝取情況,結(jié)果表明膠束具有較強的攝取能力。藥動學實驗結(jié)果表明,Cur-P123-PAE能有效地延長藥物在大鼠體內(nèi)的循環(huán)時間。3.葉酸受體介導pH敏感的聚合物納米膠束的研究兼具葉酸受體介導及pH敏感的制劑可提高制劑對葉酸受體高表達腫瘤細胞的主動靶向性。在藥物被葉酸受體介導的靶向作用傳遞到腫瘤組織后,迅速釋放,并使藥物濃集于腫瘤組織,提高藥物對敏感腫瘤細胞株的毒性,增強藥物療效。因此本課題進一步制備了一種葉酸受體介導pH敏感的聚合物納米膠束,將葉酸結(jié)合到納米膠束的表面,實現(xiàn)主動靶向作用。同時,為了考察納米膠束對不同抗腫瘤藥物的包載能力,本章選用DTX作為聚合物納米膠束的模型藥物。用P123-PAE和FA-P123自組裝制備了具有葉酸受體介導pH敏感的靶向聚合物納米膠束(targeted polymer nanomicelles, TPN)。制得的納米膠束成類球形,粒徑分布均勻,為105.5±10.64 nm。載有DTX的納米膠束的載藥量為15.02±0.14%。體外釋放結(jié)果表明,DTX在納米膠束中的釋放行為具有明顯的緩釋特性并受到釋放介質(zhì)pH值的影響。MTT實驗結(jié)果表明,空白納米膠束在所測濃度內(nèi)幾乎無毒,而DTX-TPN在MCF-7細胞孵育48h后,表現(xiàn)出較高的細胞毒性。細胞攝取實驗結(jié)果表明,靶向修飾的納米膠束的攝取量高于非靶向的納米膠束,初步推斷納米膠束是依賴葉酸受體介導的內(nèi)吞進入腫瘤細胞。同時考察了不同內(nèi)吞抑制劑對細胞攝取的影響,結(jié)果表明,靶向納米膠束的攝取途徑是一個能量依賴的過程,靶向納米膠束的攝取主要通過網(wǎng)格蛋白和小窩蛋白介導的內(nèi)吞進入細胞；DTX-TPN對細胞的抑制和攝取能力在pH 5.5的條件下比pH 7.4高2倍左右。體內(nèi)藥動學結(jié)果表明,TPN能夠有效延長DTX在大鼠體內(nèi)的循環(huán)時間。以上結(jié)果表明,FA修飾的pH敏感的聚合物納米膠束是一種安全有效的納米給藥系統(tǒng),并且具有一定的腫瘤細胞靶向作用。4.多功能聚合物納米膠束研究為實現(xiàn)腫瘤治療和診斷的有機結(jié)合,在腫瘤靶向治療的基礎(chǔ)上,將臨床常用的Gd造影劑添加到納米膠束中,制備了葉酸受體介導pH敏感載Gd/DTX的靶向聚合物納米膠束(targeted multifunctional polymer nanomicelles, TMPN)。TMPN選用P123-PAE-DTPA-Gd和FA-P123采用自組裝的方法制得。所制得的納米膠束成類球形,大小分布均勻,粒徑為164.50±7.26 nm。選用DTX作為模型藥物包載到納米膠束中。體外釋放結(jié)果表明,DTX從納米膠束中的釋放行為具有明顯的緩釋效果,并受到釋放介質(zhì)pH值的影響。細胞毒性、攝取和凋亡實驗結(jié)果表明,DTX-TMPN對MCF-7細胞的細胞抑制作用明顯高于DTX-MPN,并且游離FA可阻斷細胞對葉酸修飾納米膠束的攝取,初步推斷納米膠束是依賴葉酸受體介導的內(nèi)吞進入腫瘤細胞。體內(nèi)藥效學結(jié)果表明,與DTX-MPN相比,DTX-TMPN能夠有效抑制腫瘤的生長,證明DTX-TMPN具有良好的體內(nèi)抗腫瘤活性。裸鼠體內(nèi)紅外熒光顯影實驗結(jié)果表明,TMPN具有明顯的腫瘤靶向性,并能有效延長DTX體內(nèi)循環(huán)時間。體外MRI評價表明TMPN有較高的顯影強度。荷瘤小鼠靜脈注射TMPN后,小鼠腫瘤區(qū)域信號對比明顯,從MRI圖像中可以觀察到明顯的腫瘤邊界,并且造影時間顯著延長,具有良好的體內(nèi)MRI診斷能力。以上結(jié)果表明,TMPN在實現(xiàn)診斷和治療有機結(jié)合的同時,可實現(xiàn)藥物靶向濃集于腫瘤區(qū)域,并在pH相應下快速釋放,提高了對腫瘤的靶向治療和診斷能力,具有十分重要的研究意義。綜上所述,本課題將分子診斷與分子治療模式相結(jié)合,制備了一種能夠同時滿足主動靶向、腫瘤部位觸發(fā)釋藥、腫瘤診斷和治療的多功能納米載體,為實現(xiàn)腫瘤的靶向治療和實時診斷提供了參考。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R943

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本文編號：1605079