高分子纳米胶束及其抗肿瘤药的靶向载药系统研究

论文摘要

癌症严重威胁人类健康,化疗是目前癌症治疗的主要手段之一,但往往因较大的毒副作用不得不中断治疗而贻误治疗时机。纳米药物载体对肿瘤组织具有高度靶向性、能实现药物缓控释放、降低毒副作用、同时提高难溶药物的溶解率和吸收率,因此,纳米载药系统有可能成为优异的癌症化疗制剂。9-硝基喜树碱（9-NC）是有效的拓扑异构酶Ⅰ抑制剂,临床试验已取得很大成功,并被FDA批准用于胰腺癌治疗。为了增强9-NC内酯环稳定性,改善其亲水性能,避免呕吐、腹泻、骨髓抑制等毒副作用发生,本研究采用共聚物胶束包覆9-NC并实现其靶向、缓控释放。论文工作的主要内容如下:1、以辛酸亚锡为催化剂,聚乙二醇单甲醚（mPEG）引发D,L-丙交酯（LA）本体开环聚合,得到亲水链段相同而疏水链段长度不同的两亲性嵌段共聚物mPEG-b-PLA（PELA）:运用1H-NMR、GPC、FT-IR、DSC和静态接触角对共聚物进行表征。2、1,3-丙二醇和碳酸二乙酯为原料,合成了三亚甲基碳酸酯（TMC）单体;在160℃、[Monomer]/[Catalyst]=2000、聚合反应12 h条件下,辛酸亚锡作催化剂,TMC、LA和mPEG共聚,制备了不同疏水链段长度及不同疏水组分比例（PTMC/PLA）的系列共聚物mPEG-b-P（LA-co-TMC）（PETLA）,采用1H-NMR、GPC、FF-IR、DSC和静态接触角对共聚物进行表征。3、合成了六元环状碳酸酯单体9-苯基-2,4,8,10-四氧螺[5,5]十一烷-3-酮（CC）;以异丙醇铝为催化剂,mPEG、LA和CC共聚,制备了不同疏水链段长度和疏水组分比例的系列共聚物mPEG-b-P（LA-co-CC）（PECLA）;PECLA经脱保护后与叶酸偶联,得到新型嵌段共聚物FA-PECLA,紫外测得平均每个共聚物分子FA-pECLA8上偶联了1.52个叶酸分子。4、以9-硝基喜树碱（9-NC）为模型药物,采用溶剂挥发成膜法制备了M、MT和FA-MC系列胶束（分别对应于共聚物PELA、PETLA和FA-PECLA）;以胶束M3为研究对象,考察了水浴温度、三蒸水用量、搅拌速度、投药量及共聚物结构组成对载药量、胶束粒径的影响,优化了胶束制备工艺。5、运用DLS、TEM、荧光分光光度计、1H-NMR、GPC、XPS、WAXD、UV、HPLC等多种手段分析评价了胶束的尺寸、形貌、临界胶束浓度、结构组成、药物分布状态、胶束稳定性、内酯环稳定性、体外药物释放行为和载药胶束在大鼠体内的组织分布情况。本论文采用三种生物相容性好的降解性高分子PELA、PETLA和PECLA分别构建了三种纳米胶束药物控释系统,并对胶束的性质、药物稳定性、体外释药行为和动物体内实验进行了系统的表征。论文创新性主要表现为:（1）采用多种双亲性生物降解高分子嵌段共聚物胶束构建了9-硝基喜树碱的纳米控释系统,使9-硝基喜树碱的释放接近零级释放;（2）所构建的纳米胶束药物控释系统极大地提高了9-硝基喜树碱的稳定性,成功解决了9-硝基喜树碱在使用中易失去其生物活性的问题;（3）成功获得了以叶酸为靶向基团的新型纳米胶束药物控释系统,为抗肿瘤药物的主动靶向治疗提供新选择。本研究工作的意义在于:通过具有良好生物相容性的降解性聚酯-聚乙二醇嵌段共聚物和9-硝基喜树碱构建抗肿瘤药物的纳米控释系统,较全面的研究了该系统的药物控释行为,为进一步研究乃至临床试验奠定了基础;胶束药物载体能降低化疗药物对病人的毒副作用,为癌症病人的治疗提供了一种潜在的更为安全和有效的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 纳米载药系统在肿瘤治疗中的应用
• 1.1.1 普通纳米载药系统
• 1.1.2 隐形纳米载药系统
• 1.2 两亲性嵌段共聚物和载药胶束
• 1.2.1 两亲性嵌段共聚物的胶束化
• 1.2.2 聚合物胶束作为药物载体的研究
• 1.3 喜树碱及其衍生物给药体系研究状况
• 1.3.1 喜树碱及其衍生物
• 1.3.2 喜树碱衍生物给药体系
• 1.4 本论文课题的提出
• 第2章 两亲性嵌段共聚物PELA和PETLA的合成与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 单体合成
• 2.2.3 两亲性嵌段共聚物PELA和PETLA合成
• 2.2.4 共聚物表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 PELA共聚合成
• 2.3.2 PETLA共聚合成
• 2.3.3 PELA的表征
• 2.3.4 PETLA的表征
• 2.4 小结
• 第3章 叶酸偶联聚（丙交酯-功能侧基环状碳酸酯）-聚乙二醇两亲性嵌段共聚物的合成与表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料和试剂
• 3.2.2 仪器及测试
• 3.2.3 含功能侧基环状碳酸酯单体的合成
• 3.2.4 丙交酯、功能侧基环状碳酸酯及聚乙二醇的共聚
• 3.2.5 共聚物脱保护
• 3.2.6 叶酸与共聚物偶联
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 单体合成表征
• 3.3.2 聚乙二醇-聚（丙交酯-功能侧基环状碳酸酯）共聚物表征
• 3.3.3 叶酸与共聚物偶联及纯化
• 3.3.4 叶酸偶联程度的测定
• 3.4 小结
• 第4章 载药胶束的制备因素考察
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂
• 4.2.2 载药胶束制备
• 4.2.3 测试方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 9-NC浓度紫外测定方法的建立
• 4.3.2 制备因素对胶束粒径和载药量的影响
• 4.4 小结
• 第5章 载药胶束的表征
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂及实验动物
• 5.2.2 载药胶束粒径和Zeta电位测定
• 5.2.3 载药胶束形貌表征
• 5.2.4 临界胶束浓度CMC测定
• 5.2.5 胶束表征
• 5.2.6 载药胶束稳定性评价
• 5.2.7 X射线光电子能谱（XPS）
• 5.2.8 载药胶束体外释药行为研究
• 5.2.9 载药胶束在大鼠血液和组织中分布的初步研究
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 PELA和PETLA共聚物胶束粒径和Zeta电位测定
• 5.3.2 载药胶束形貌表征
• 5.3.3 临界胶束浓度测定
• 1H-NMR表征'>5.3.4 载药胶束的¹H-NMR表征
• 5.3.5 胶束的GPC表征
• 5.3.6 胶束的WAXD表征
• 5.3.7 胶束纳米分散液临界聚沉浓度的测定
• 5.3.8 HPLC考察载药胶束对9-NC内酯环药效结构的保护
• 5.3.9 X射线光电子能谱表征
• 5.3.10 载药胶束体外释药行为研究
• 5.3.11 载药胶束和药物在大鼠血液中的药物浓度变化
• 5.3.12 载药胶束和药物在大鼠体内的组织分布
• 5.4 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文