基于星形嵌段共聚物的药物和胰岛素载体以及酸度敏感释放研究

论文摘要

本研究目的在于设计并合成基于聚赖氨酸的星形嵌段共聚物PEI-PLL-b-PEG,并研究此聚合物对模型蛋白和模型药物的装载以及酸度敏感释放性能。星形嵌段共聚物PEI-PLL-b-PEG具有低毒性、低分子量超支化高分子聚乙烯亚胺（PEI）内核、生物可降解聚赖氨酸（PLL）内层以及生物相容性和水溶性优良的聚乙二醇（PEG）外围三层核-壳结构。合成方法为:先用三光气和ε-苄氧羰基-L-赖氨酸在乙酸乙酯中反应制备ε-苄氧羰基-L-赖氨酸羧酸酐（ZLL-NCA）,然后利用超支化高分子PEI的外围伯胺引发ZLL-NCA开环聚合,再通过与聚乙二醇碳酸对硝基苯酯（PEG-NPC）的反应,在聚赖氨酸的氨基末端接上PEG链,得到PEI-PZLL-b-PEG。最后,在三氟乙酸溶剂中,用苯甲醚和甲磺酸脱去赖氨酸侧链保护基团,得到以PEI为内核、聚赖氨酸（PLL）为内层、聚乙二醇（PEG）为外围的星形嵌段共聚物PEI-PLL-b-PEG。研究发现,在生理pH条件下,聚合物PEI-PLL-b-PEG可通过静电作用有效稳定装载模型蛋白胰岛素以及模型水溶性阴离子药物。将聚合物PEI-PLL-b-PEG与胰岛素、模型染料甲基橙（MO）或模型药物双氯芬酸钠（DS）混合体系对水溶液进行充分透析,然后用RP-HPLC法检测胰岛素的浓度,用紫外-可见分光光度计测定MO或DS的浓度,可分别计算PEI-PLL-b-PEG对胰岛素和水溶性阴离子药物的装载量。研究进一步发现,装载于聚合物的胰岛素和模型药物显示了酸度敏感释放效应。将装载有胰岛素或阴离子模型化合物的聚合物在不同pH条件下进行透析释放,当pH值从7.4降低至4.5时,胰岛素的释放速率大大增加,从聚合物中释放出的胰岛素保持了其化学结构和生物活性。当溶液的pH值从7.4逐渐升至11.0或降至2.0时,阴离子模型化合物甲基橙也会从聚合物中加速释放出来,显示了双向酸度敏感释放效应。综上所述,本文报道的基于聚赖氨酸的星形嵌段共聚物PEI-PLL-b-PEG可以在水溶液中实现对胰岛素以及水溶性阴离子药物的快速有效装载,并显示了明显的酸度敏感释放性能,此性能在蛋白质药物与阴离子药物的控制释放领域具有潜在的应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 药物载体简介
• 1.1.1 嵌段共聚物胶束药物载体
• 1.1.2 脂质体药物载体
• 1.2 pH 敏感的药物与蛋白载体
• 1.2.1 pH 敏感的药物载体
• 1.2.2 pH 敏感的蛋白载体
• 1.3 基于树枝型聚合物的星形嵌段共聚物药物载体
• 1.4 选题的目的和意义
• 第二章 水溶性星形嵌段多肽共聚物的合成与表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验试剂、原料、仪器和设备
• 2.1.2 ε-苄氧羰基-L-赖氨酸羧酸酐（ZLL-NCA）的合成
• 2.1.3 制备聚乙烯亚胺-聚苄氧羰基赖氨酸星形共聚物（PEI-PZLL）
• 2.1.4 制备星形嵌段共聚物聚乙烯亚胺-聚苄氧羰基赖氨酸-聚乙二醇（PEI-PZLL-b-PEG）
• 2.1.5 制备星形嵌段共聚物聚乙烯亚胺-聚赖氨酸-聚乙二醇 （PEI-PLL-b-PEG）
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 NCA 的合成
• 2.2.2 制备星形共聚物（PEI-PZLL）
• 2.2.3 星形嵌段共聚物聚乙烯亚胺- 聚苄氧羰基赖氨酸- 聚乙二醇（PEI-PZLL-b-PEG）的合成
• 2.2.4 星形嵌段多肽共聚物乙烯亚胺-聚赖氨酸-聚乙二醇（PEI-PLL-b-PEG）的制备
• 第三章 星形嵌段多肽共聚物对药物的装载性能和pH 敏感释放研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料、仪器和设备
• 3.2.2 透析法测定星形嵌段共聚物对模型化合物的装载量
• 3.2.3 光谱滴定法测定星形嵌段共聚物对模型化合物的装载量
• 3.2.4 星形嵌段共聚物释放装载的模型化合物
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 星形嵌段共聚物装载模型染料化合物和模型药物
• 3.3.2 模型染料化合物和模型药物的释放
• 第四章 星形嵌段多肽共聚物对胰岛素的装载性能和pH 敏感释放研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料、仪器和设备
• 4.2.2 RP-HPLC 检验
• 4.2.3 星形嵌段共聚物装载胰岛素
• 4.2.4 星形嵌段共聚物释放装载的胰岛素
• 4.2.5 释放胰岛素的生物活性检验
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 RP-HPLC 检验
• 4.3.2 星形嵌段共聚物装载胰岛素
• 4.3.3 星形嵌段共聚物释放装载的胰岛素
• 4.3.4 释放胰岛素的生物活性和结构稳定性检验
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 本人简历