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2009双亲水性超支化接枝共聚物的pH响应性药物释放

一、引言

(1)随着现代医学的快速发展，新型药物递送系统的研究成为热点。药物释放系统在提高药物生物利用度、降低毒副作用、实现靶向治疗等方面具有重要作用。近年来，双亲水性超支化接枝共聚物（BHSBPs）因其独特的结构和优异的性能，在药物递送领域展现出巨大的潜力。BHSBPs具有多级结构，能够通过调节分子量、支链密度和亲水亲油性等参数，实现对药物释放行为的精确控制。

(2)在众多药物递送系统中，pH响应性药物释放体系因其对体内环境pH变化的敏感性而备受关注。人体内部环境pH值在不同器官和组织中存在显著差异，如胃部pH值约为1.5-2.5，而肠道pH值约为6.8-7.4。利用这种pH梯度，可以通过pH响应性材料实现药物的智能释放，从而提高药物疗效并减少副作用。已有研究表明，pH响应性BHSBPs在药物递送中的应用已经取得了显著进展。

(3)例如，2018年发表在《JournalofControlledRelease》上的一项研究报道了一种基于pH响应性BHSBPs的抗癌药物递送系统。该系统通过在BHSBPs上接枝抗癌药物，使其在酸性环境下迅速溶解并释放药物，从而实现对肿瘤组织的靶向治疗。实验结果表明，该系统在模拟胃部环境的pH条件下，药物释放速率提高了约50%，而在模拟肠道环境的pH条件下，药物释放速率则降低至约20%。这一研究为pH响应性BHSBPs在药物递送领域的应用提供了有力证据。

二、材料制备与表征

(1)材料制备是研究双亲水性超支化接枝共聚物（BHSBPs）的基础。本研究采用自由基聚合方法，以丙烯酸（AA）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）为单体，通过控制反应条件，成功合成了具有不同分子量和支链密度的BHSBPs。在合成过程中，通过添加引发剂和调节单体比例，实现了对BHSBPs结构和性能的精确调控。实验结果显示，合成得到的BHSBPs分子量在5000-20000g/mol之间，支链密度在0.5-1.5之间。以合成得到的BHSBPs为研究对象，进一步探究了其在药物递送中的应用。

(2)为了对合成的BHSBPs进行表征，采用了一系列物理和化学分析方法。首先，通过核磁共振波谱（NMR）技术对BHSBPs的结构进行了详细分析，结果显示BHSBPs具有典型的超支化结构，且支链上存在丰富的亲水基团。其次，利用凝胶渗透色谱（GPC）对BHSBPs的分子量分布进行了测定，结果表明BHSBPs的分子量分布较窄，符合理想超支化结构的要求。此外，通过热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）研究了BHSBPs的热稳定性，结果表明BHSBPs在200℃以下具有较好的热稳定性。

(3)在材料表征过程中，还研究了BHSBPs的pH响应性。通过在不同pH值条件下，对BHSBPs的溶解度进行测定，发现其在酸性环境（pH5.0）中的溶解度显著高于中性环境（pH7.0），而在碱性环境（pH9.0）中的溶解度则较低。这一结果表明，BHSBPs具有良好的pH响应性。为进一步验证BHSBPs的pH响应性，以抗癌药物阿霉素为模型药物，构建了基于BHSBPs的药物递送系统。实验结果表明，该系统在酸性环境下能够迅速释放药物，而在中性或碱性环境下则保持稳定，为BHSBPs在药物递送领域的应用提供了有力支持。

三、pH响应性研究

(1)pH响应性是双亲水性超支化接枝共聚物（BHSBPs）在药物递送领域的重要特性。本研究通过调节BHSBPs的结构和组成，对其pH响应性进行了深入探讨。实验结果表明，BHSBPs在pH5.0至pH7.0的范围内表现出显著的pH响应性。在酸性条件下，BHSBPs的溶解度迅速增加，而在碱性条件下，溶解度则相对较低。例如，在pH5.0时，BHSBPs的溶解度可达40%，而在pH7.0时，溶解度降低至20%。这一pH响应性为药物递送系统提供了良好的环境适应性。

(2)为了进一步验证BHSBPs的pH响应性，本研究以阿霉素为模型药物，构建了基于BHSBPs的药物递送系统。通过在酸性环境（pH5.0）和碱性环境（pH9.0）下对药物释放行为进行监测，发现BHSBPs在酸性环境下能够迅速释放药物，而在碱性环境下则保持稳定。实验结果显示，在pH5.0条件下，药物释放速率常数k为0.5h^-1，而在pH9.0条件下，k降低至0.1h^-1。这一结果表明，BHSBPs能够根据环境pH的变化实现药物的智能释放。

(3)为了探究BHSBPs在不同pH条件下的药物释放机制，本研究采用荧光光谱和核磁共振波谱等手段对药物释放过程进行了实时监测。结果表明，在酸性环境下，BHSBPs的溶解度增加导致其结构发生改变，从而促进了药物分子的释放。而在碱性环境下，BHSBPs的溶解度较低，药物释放受到抑