非线形聚合物构筑光响应胶束用于药物控制释放的研究

论文摘要

由于在药物增溶和延长体内循环时间上具有显著优势,两亲性聚合物自组装胶束在药物传输领域吸引了越来越多的关注。进一步通过分子设计赋予胶束刺激响应性,有望实现对载体释药行为的控制。本研究利用非线形聚合物较多的末端官能团与光响应分子的亲疏水转换反应,合成了具有光响应能力的两亲性非线形聚合物,构筑了两种具备良好生物相容性的光响应聚合物胶束,探索了将其作为智能载体用于药物控制释放的可能性。具体开展了以下两个工作：1、利用具备良好生物相容性和隐身特性的梳状聚乙二醇（CPEG）的末端羟基,将可在光照下发生沃尔夫重排反应的重氮萘醌（DNQ）分子引入到其结构中,成功合成了光响应的两亲性梳状聚乙二醇衍生物CPEG-g-DNQ。这种两亲性的梳状聚合物可以在水中自发地组装成尺寸约为135nm的球形胶束,以尼罗红为荧光探针测得其临界胶束浓度为0.064mg mL-1.体外细胞毒性测试表明这种胶束具有良好的生物相容性。由于聚合物结构中的疏水重氮萘醌在光照下会转变成亲水的3-茚酸,胶束经紫外光照射后发生解体。荧光染料香豆素102被选作疏水模型药物载入胶束内核,荧光发射光谱结果表明,光照可以调控香豆素102的释放行为。由于重氮萘醌在近红外光下也能发生沃尔夫重排,这种具备良好生物相容性的胶束在药物传输领域具有诱人的应用前景。2、将在不同光照下能发生可逆亲疏水转变的螺吡喃分子与具备良好生物相容性和生物可降解能力的超支化聚磷酸酯相结合,设计合成了一种螺吡喃改性的超支化聚磷酸酯（HPHEEP-SP）。透射电子显微镜和动态光散射测试结果显示,这种两亲性聚合物在水中自组装成尺寸约为186nm的球形胶束,荧光探针法测得该聚合物的临界胶束浓度为0.052mg mL-1。MTT测试结果表明,所得胶束的细胞毒性较低。利用螺吡喃在不同光照下的光致异构转变,实现了对胶束粒径在紫外光和可见光交替照射下的可逆调控。这种胶束可以成功包载抗癌药物阿霉素,载药量和包封率分别为8.98%和49.33%。体外药物释放实验表明,胶束对抗癌药物具有缓释能力。最后,我们还让胶束成功包载了模型药物香豆素102,荧光发射光谱结果表明,光照可以调控胶束对模型药物的包载、释放与再包载过程。这种具备良好生物相容性和生物可降解能力的可逆光响应胶束在药物的控制释放领域具有潜在的应用价值。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 药物传输以及聚合物胶束在其中的应用
• 1.1.1 理想药物载体的特征
• 1.1.2 聚合物胶束在药物传输中的应用
• 1.2 聚合物胶束的形成与非线形聚合物的溶液自组装
• 1.2.1 聚合物胶束的形成
• 1.2.2 非线形聚合物的溶液自组装
• 1.3 刺激响应性聚合物胶束
• 1.3.1 pH值响应性胶束
• 1.3.2 温度响应性胶束
• 1.3.3 氧化还原响应性胶束
• 1.4 光响应胶束及其作为药物载体的研究现状
• 1.4.1 光诱导的胶束解体
• 1.4.2 光交联对胶束结构的固定
• 1.4.3 光调控的胶束形态转变
• 1.5 课题提出与研究思路
• 1.5.1 课题提出
• 1.5.2 重氮萘醌改性梳状聚乙二醇的组装及其光响应性
• 1.5.3 螺吡喃修饰的超支化聚磷酸酯构筑可逆光响应胶束
• 第二章 两亲性梳状聚合物的组装及其光响应性
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原料与试剂
• 2.2.2 仪器与表征
• 2.2.3 梳状聚乙二醇的合成
• 2.2.4 两亲性梳状聚乙二醇衍生物的合成
• 2.2.5 胶束的制备及其对尼罗红和香豆素102的包载
• 2.2.6 临界胶束浓度的测定
• 2.2.7 体外细胞毒性评价
• 2.2.8 胶束的光照实验
• 2.2.9 胶束对香豆素102的光控释放
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 聚合物的合成与表征
• 2.3.2 胶束的制备与表征
• 2.3.3 光照对胶束的影响
• 2.3.4 胶束对模型药物的光控释放
• 2.4 结论
• 第三章 基于超支化聚合物的可逆光响应胶束
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料与试剂
• 3.2.2 仪器与表征
• 3.2.3 两亲性超支化聚合物的合成
• 3.2.4 聚合物胶束的制备
• 3.2.5 临界胶束浓度的测定
• 3.2.6 体外细胞毒性评价
• 3.2.7 胶束的光照实验
• 3.2.8 胶束对抗癌药物的包载与体外释放
• 3.2.9 光照下胶束对模型药物的释放与再包载
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 聚合物的合成与表征
• 3.3.2 胶束的制备与表征
• 3.3.3 光照对胶束的影响
• 3.3.4 胶束对抗癌药物的包载与体外缓释
• 3.3.5 胶束对模型药物的可逆光控释放与再包载
• 3.4 结论
• 第四章 全文结论
• 4.1 全文主要结论
• 4.1.1 两亲性梳状聚乙二醇衍生物的组装及其光响应行为
• 4.1.2 改性超支化聚磷酸酯构筑的可逆光响应药物载体
• 4.2 特色与创新
• 4.3 问题与展望
• 参考文献
• 附录
• 作者简介
• 研究成果
• 期刊论文
• 会议论文
• 待投论文