開(kāi)環(huán)聚合-“點(diǎn)擊”化學(xué)聯(lián)用制備酸敏感型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)聚合物及其應(yīng)用研究.pdf

1、人體內(nèi)不同組織及細(xì)胞器的pH值會(huì)有所差異，血液及正常組織部位的pH值一般為7.4，腫瘤細(xì)胞及其周?chē)沫h(huán)境呈弱酸性，pH值約為6.5，內(nèi)涵體及溶酶體內(nèi)的pH值約為5.0-5.5，這為酸敏感型藥物載體的使用提供了條件。酸敏感型聚合物能夠通過(guò)物理包載或化學(xué)鍵合的途徑輸送藥物，藥物載體在正常生理?xiàng)l件下能夠穩(wěn)定存在，而在腫瘤組織、腫瘤細(xì)胞中內(nèi)涵體和溶酶體內(nèi)等微酸性環(huán)境下能夠?qū)崿F(xiàn)特異性藥物釋放，達(dá)到根據(jù)腫瘤微環(huán)境變化“按需給藥”的目的。本論文將開(kāi)環(huán)

2、聚合（ROP）和“點(diǎn)擊”化學(xué)（“Click”chemistry）聯(lián)用，選取具有良好生物相容性和生物可降解性的高分子材料，如聚己內(nèi)酯（PCL）、聚乙二醇（PEG）和聚磷酸酯（PPE）等，設(shè)計(jì)合成了一系列結(jié)構(gòu)明確的酸敏感型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)聚合物（包括線(xiàn)形聚合物、刷形聚合物和星狀嵌段共聚物），并將其用于構(gòu)建可控藥物釋放載體。本論文的研究?jī)?nèi)容分為以下五個(gè)部分：
　　（1）精確模塊化合成酸敏感兩親性星狀嵌段共聚物(mPEG-acetal-PCL-a

3、cetal-)3及其表征。將開(kāi)環(huán)聚合（ROP）和Cu(I)催化的疊氮-炔環(huán)加成反應(yīng)（CuAAC）聯(lián)用，通過(guò)“偶聯(lián)法”制備以縮醛基進(jìn)行連接，基于聚乙二醇單甲醚（mPEG）和聚己內(nèi)酯（PCL）的酸敏感型星狀嵌段聚合物[(mPEG-acetal-PCL-acetal-)3，(mPEG-a-PCL-a-)3]。首先，通過(guò)炔丙醇和均苯三甲酰氯的縮合反應(yīng)制備得到均苯三甲酸炔丙酯（TPBTC）；其次，以炔丙醇為引發(fā)劑，通過(guò)開(kāi)環(huán)聚合得到聚己內(nèi)酯（PCL

4、），并利用2-氯乙基乙烯基醚（CEVE）對(duì)其末端羥基進(jìn)行修飾，得到含有縮醛鍵的聚己內(nèi)酯（PA-PCL-a-Cl）；隨后，采用CEVE對(duì)mPEG進(jìn)行修飾，并采用疊氮化鈉對(duì)聚合物末端進(jìn)行親核取代反應(yīng)，得到末端含有縮醛基和疊氮基的聚乙二醇單甲醚（mPEG-a-N3）；接著，通過(guò)CuAAC反應(yīng)將mPEG-a-N3和PA-PCL-a-Cl結(jié)合，制備得到基于PEG和PCL的酸敏感線(xiàn)形嵌段共聚物（mPEG-a-PCL-a-Cl），并用疊氮化鈉對(duì)其末端

5、氯原子進(jìn)行親核取代反應(yīng)，得到疊氮基封端的酸敏感嵌段共聚物（mPEG-a-PCL-a-N3）；最后，通過(guò)CuAAC反應(yīng)將mPEG-a-PCL-a-N3與TPBTC進(jìn)行偶合，得到具有酸敏感的兩親性星狀嵌段共聚物(mPEG-a-PCL-a-)3。利用核磁共振氫譜（1HNMR）、核磁共振碳譜（13C NMR）、紅外光譜（FT-IR）和凝膠滲透色譜（GPC）對(duì)聚合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，通過(guò)示差掃描量熱法（DSC）和廣角X射線(xiàn)衍射（WAXD）對(duì)聚合物的

6、熱性能進(jìn)行研究。本研究對(duì)于模塊化精確合成功能性聚合物提供了一種新方法。
　　（2）酸敏感兩親性星狀嵌段共聚物(mPEG-acetal-PCL-acetal-)3的性能研究及用于pH敏感型藥物載體。星狀嵌段共聚物(mPEG-a-PCL-a-)3含有親水鏈段PEG和疏水鏈段PCL，其在水溶液中可以自組裝形成以PCL為核，PEG為殼的核-殼結(jié)構(gòu)膠束，并用于負(fù)載疏水性抗癌藥物阿霉素（DOX）。由于親水鏈段和疏水鏈段間通過(guò)酸可裂解的縮醛鍵進(jìn)

7、行連接，在腫瘤細(xì)胞中內(nèi)涵體和溶酶體的微酸性環(huán)境下，縮醛鍵斷裂，膠束的核-殼結(jié)構(gòu)破壞，實(shí)現(xiàn)藥物的可控釋放。采用熒光分光光度計(jì)、動(dòng)態(tài)激光光散射儀（DLS）和透射電子顯微鏡（TEM）對(duì)聚合物的自組裝行為進(jìn)行研究；通過(guò)1H NMR、GPC、DLS和TEM對(duì)星狀嵌段共聚物的酸斷裂性質(zhì)進(jìn)行表征；采用體外藥物釋放實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞毒性測(cè)試、活細(xì)胞工作站以及流式細(xì)胞儀對(duì)所構(gòu)建的藥物載體進(jìn)行生物學(xué)性能評(píng)價(jià)。
　?。?）基于星狀嵌段共聚物(mPEG-acet

8、al-PCL-acetal-)3和α-環(huán)糊精的包結(jié)絡(luò)合作用制備 pH敏感型可注射水凝膠。星狀嵌段共聚物(mPEG-a-PCL-a-)3和α-環(huán)糊精（α-CD）在水溶液中能夠形成包結(jié)絡(luò)合物，在很短時(shí)間內(nèi)得到pH敏感型可注射超分子水凝膠。采用WAXD和DSC對(duì)絡(luò)合物的形成過(guò)程及機(jī)理進(jìn)行研究；通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)冷凍干燥后水凝膠的內(nèi)部形態(tài)進(jìn)行觀(guān)察；采用流變儀對(duì)水凝膠的動(dòng)態(tài)流變性能、“gel-sol”轉(zhuǎn)變過(guò)程及黏度等性能進(jìn)行測(cè)試；并以

9、阿霉素鹽酸鹽（DOX·HCl）為藥物模型，對(duì)水凝膠在不同pH條件下的體外藥物釋放性能進(jìn)行探討。本研究獲得的可注射型水凝膠在人體關(guān)節(jié)修復(fù)與治療方面具有潛在的應(yīng)用。
　　（4）葉酸修飾的酸敏感型聚磷酸酯核交聯(lián)膠束的制備及其在pH敏感型藥物載體中的應(yīng)用。利用開(kāi)環(huán)聚合（ROP）和CuAAC反應(yīng)相結(jié)合，制備得到葉酸（FA）修飾的酸敏感聚磷酸酯核交聯(lián)膠束（ACCL-FA），并將其用于構(gòu)建酸敏感型藥物載體。首先，利用CEVE對(duì)四甘醇（TEG）末

10、端羥基進(jìn)行修飾，并采用疊氮化鈉對(duì)其末端進(jìn)行親核取代反應(yīng)，得到末端含縮醛基和疊氮基的四甘醇（N3-a-TEG-a-N3）；隨后，通過(guò)“一鍋法”開(kāi)環(huán)聚合得到側(cè)基含炔基的兩親性聚磷酸酯嵌段共聚物（PBYP-b-PEEP），并用葉酸對(duì)其進(jìn)行修飾，得到葉酸修飾的兩親性聚磷酸酯嵌段共聚物（PBYP-b-PEEP-FA）；最后，將該聚合物與N3-a-TEG-a-N3在水溶液中通過(guò)自組裝形成膠束，并采用CuAAC反應(yīng)進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)，得到ACCL-FA。采

11、用1H NMR、核磁共振磷譜（31P NMR）、FT-IR和GPC對(duì)聚合物及其降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征；通過(guò)熒光分光光度計(jì)、DLS和TEM對(duì)聚合物的自組裝行為進(jìn)行研究；采用體外藥物釋放實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞毒性測(cè)試、活細(xì)胞工作站以及流式細(xì)胞儀對(duì)所構(gòu)建的藥物載體進(jìn)行生物學(xué)性能評(píng)價(jià)。本研究發(fā)展了一種合成具有靶向和酸敏感的生物相容、生物可降解核-殼型納米藥物載體的新方法。
　?。?）酸敏感型聚磷酸酯—硼替佐米前藥的合成與表征。將開(kāi)環(huán)聚合（ROP）和C

12、uAAC反應(yīng)聯(lián)用，制備得到一種酸敏感型硼替佐米（BTZ）鍵合的聚磷酸酯無(wú)規(guī)共聚物（P(BYPBTZ-co-EEP)）。首先，以異丙醇為引發(fā)劑，引發(fā)單體2-炔丁氧基-2-氧代-1,3,2-二氧磷雜環(huán)戊烷（BYP）和2-乙氧基-2-氧代-1,3,2-二氧磷雜環(huán)戊烷（EOP）的混合物進(jìn)行開(kāi)環(huán)聚合，得到兩親性聚磷酸酯無(wú)規(guī)共聚物（P(BYP-co-EEP)）；其次，采用疊氮化鈉對(duì)3,4-二羥基-2’-氯苯乙酮（CAC）的氯原子進(jìn)行親核取代反應(yīng)，得