光呼应性生物可降解聚合物胶束纳米载体用于肿瘤高效治疗.pdf

光响应性生物可降解聚合物胶束纳米药物载体用于高效肿瘤治疗 中文摘要 光响应性生物可降解聚合物胶束纳米药物载体用于高效 肿瘤治疗 中文摘要 本论文主要设计制备了基于香豆素的两种光响应性的生物可降解聚合物胶束用 于抗癌药物阿霉素的包裹和细胞内的光控释放，以实现高效肿瘤治疗。论文第二章报 道了基于透明质酸-g- （7-N,N-二乙基氨基-4-羟甲基香豆素）（HA-g-CM ）两亲性聚合 物的光响应性聚合物胶束，其可靶向到乳腺癌MCF-7 细胞，并通过光控引起癌细胞 内DOX 的释放。我们合成了两种侧链接枝不同香豆素量的透明质酸 HA-g-CM4 和 HA-g-CM9 ，二者均可在水中自组装形成稳定的、以HA 为壳、香豆素为核的靶向光 响应性聚合物胶束，动态激光光散射测定其粒径为147.2 和164.5 nm（粒径分布在0.17 左右），临界胶束浓度为9.1 和15.8 mg/L。HA-g-CM4 和HA-g-CM9 胶束能物理包裹 DOX ，荧光光谱法测定DOX 的包封率分别为71.5%和83.3% 。该胶束在储存条件下 2 2 稳定，但在紫外 （UV ，110 mW/cm ）或近红外 （NIR ，785 nm，2 W/cm ）光照射下， 组成胶束疏水内核的香豆素和亲水的透明质酸相连接的氨酯键发生断裂，香豆素释放 出来，造成胶束的粒径显著变大，粒径分布变宽。体外释放实验体现出DOX 和香豆 素的释放具有明显的光响应性：在紫外光照5 min 或近红外光照60 min 后，DOX 在 随后的48 h 内释放了大约74.9%和51.7%，而没有任何光照的该胶束在相同条件下仅 有 16.7% 的DOX 泄漏。但是，该胶束对紫外光的响应性要比近红外光的响应性更明 显。细胞毒性实验 （MTT 试验）表明，载DOX 的该胶束在被CD44 受体过表达的乳 腺癌MCF-7 细胞靶向内吞后，然后在近红外光照后，72 小时内造成57% 的癌细胞死 亡，而没有经过光照的相同细胞仅有35% 的细胞死亡，说明了DOX 释放和细胞死亡 是近红外光照激发的；而对CD44 受体不表达的U-87MG 细胞、经过相同光照后，或 是MCF-7 细胞预先用自由HA 处理过再光照，仅引起大约25% 的癌细胞死亡，验证 了该胶束的特异靶向性。同时，MTT 试验表明空聚合物胶束HA-g-CM、聚合物HA-g- lys12、以及光照产生的降解产物HA-g-lys 12+CM 在测试浓度范围内（ 1.0 mg/mL） 对MCF-7 和U-87MG 细胞基本无毒。荧光显微镜观察结果表明，载DOX 的HA-g-CM I 中文摘要 光响应性生物可降解聚合物胶束纳米药物载体用于高效肿瘤治疗 胶束能通过受体-配体的相互作用介导的内吞而靶向性地进入MCF-7 癌细胞内，并在 近红外光照下高效把DOX 释放出来。 在论文第三章中，我们设计了基于生物可降解两亲聚合物聚乙二醇- 聚己内酯 （PEG-PCL ）、PEG 和PCL 两段之间以光响应性的4-羟甲基-7-氨基- 乙氧基香豆素连 接的PEG-CM-PCL 的、近红外光响应壳可摒弃的聚合物胶束，用于抗癌药物的装载、 光（紫外或近红外）触发释放和有效内涵体逃逸。我们设计合成了带有双官能团的 4-羟甲基-7-羟基香豆素，然后通过其酚羟基与溴发生取代反应得到带有羟基和氨基 的、可做连接点的双官能团4-羟甲基-7-氨基-乙氧基香豆素 （CM ）。同时，我们合成 了对硝基苯甲酸酯活化的功能性聚乙二醇（PEG-4NC ），并开环聚合得到聚己内酯和 氨基功能化的PCL-NH 。下一步计划将该双官能化的CM 与PEG-4NC 加成反应后再 2 偶联 PCL-NH ，最终得到聚合物 PEG-CM-PCL 。这样得到的聚合物在水中可自组装 2 成聚合物胶束，还可装载DOX 。在紫外光或近红外光照下由于中间连接香豆素与PCL 的氨酯键断裂，使 PEG 壳层脱去，形成外层均为氨基的颗粒，有利于其逃离内涵体 将药物释放