光敏納米藥物載體制備及其性能研究.pdf

1、納米藥物載體具有改善難溶性藥物的吸收效率、實(shí)現(xiàn)藥物的緩釋控制、減小藥物毒副作用、提高血藥濃度等優(yōu)勢，近年來，受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前，越來越多的研究致力于在納米載體結(jié)構(gòu)中接入一些可調(diào)控的基團(tuán)以便通過外界刺激實(shí)現(xiàn)內(nèi)容物的控制釋放。其中，最為常見的方法是在載體結(jié)構(gòu)中接入一些環(huán)境響應(yīng)型的基團(tuán)或結(jié)構(gòu)單元，使其具有刺激響應(yīng)性能。例如溫度敏感型、pH敏感型、氧化還原敏感型、酶敏感型、光敏感型或特定的受體敏感型等。
　　 在所有刺激類

2、型中，光刺激是一種應(yīng)用較為廣泛的外部刺激，具有潔凈、無創(chuàng)、高效等基本特征。與應(yīng)用較為廣泛的pH和氧化還原敏感型相比，相同的是，都能在特定的位置和時(shí)間快速的釋放內(nèi)容物，不同的是，pH和氧化還原敏感型藥物輸送系統(tǒng)(DDS)需要特定的化學(xué)環(huán)境，而這種化學(xué)環(huán)境分為兩種，一種是生物體自身能夠提供的環(huán)境，這種情況下可控性較低，而另一種則需要通過外部的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)，這種外部的侵入勢必要涉及到生物相容性，生物可降解性和生物毒性等問題。然而光刺激作為一種外

3、部刺激不需要任何的化學(xué)環(huán)境的變化。
　　 我們將具有光敏感性的鄰硝基芐醇或鄰硝基苯乙醇結(jié)構(gòu)引入到聚合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，制備得到了兩類可用于脂溶性藥物包載的納米載體。
　　 具體研究內(nèi)容包括：
　　 1．為了將光敏感結(jié)構(gòu)引入到聚合物中，設(shè)計(jì)合成了兩種新型的具有光敏感性能的單體1-(2-硝基苯基)甲基丙烯酸乙酯(NEMA，MA)和2-(2-硝基苯基)丙基甲基丙烯酸甲酯(NPMA,MB)，通過1H-NMR和C13-NMR

4、驗(yàn)證了過程產(chǎn)物及其光敏單體的結(jié)構(gòu)。通過光照可有效的改變單體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變聚合物的親水親油平衡達(dá)到藥物釋放的目的。同時(shí)設(shè)計(jì)了三種具有光敏感性的交聯(lián)劑——鄰硝基苯乙二醇二甲基丙烯酸甲酯(CL1)、1-(2-硝基苯基)乙烷-1，2-二(2-羥基氨基甲酸乙酯)二甲基丙烯酸甲酯(CL2)和1-(2-硝基苯基)乙烷-1，2-二(2-羥基氨基甲酸己酯)二甲基丙烯酸甲酯(CL3)，同樣通過1H-NMR和C13-NMR驗(yàn)證了其結(jié)構(gòu)，將其用于兩親類自組裝分

5、子的設(shè)計(jì)既可以有效地提高自主裝形成膠團(tuán)的穩(wěn)定性，在光照的刺激下，交聯(lián)結(jié)構(gòu)斷裂膠團(tuán)穩(wěn)定性降低，同時(shí)結(jié)構(gòu)斷裂后生成親水的羧基或胺基進(jìn)一步破壞體系平衡，促使膠團(tuán)結(jié)構(gòu)重排，實(shí)現(xiàn)脂溶性藥物光控釋放。
　　 2．利用光敏感單體的結(jié)構(gòu)特征，以NEMA(MA)或NPMA(MB)為單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA，CLA)或1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯(HDMA，CLB)為交聯(lián)劑，通過乳液聚合得到了光響應(yīng)型Nps(PMA/CLA，PMB/C

6、LA和PMA/CLB)，該Nps的初始狀態(tài)為疏水性的，但經(jīng)過光刺激后，光敏感保護(hù)基離去，生成羧基，實(shí)現(xiàn)疏水結(jié)構(gòu)向親水結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，Nps變?yōu)樗z粒子，水進(jìn)入到粒子中，粒子結(jié)構(gòu)舒展，實(shí)現(xiàn)藥物釋放。以尼羅紅(Nile Red，NR)為熒光分子研究Nps的形成及其包載能力。NR是經(jīng)典的熒光模型分子，當(dāng)其處于油性中心時(shí)具有較強(qiáng)熒光強(qiáng)度，反之在水相中由于其水溶性較差，熒光強(qiáng)度可以忽略不計(jì)。同時(shí)通過對比光照過程中609nm NR熒光發(fā)射強(qiáng)度的相對變

7、化考察Nps的光響應(yīng)情況。
　　 對單體轉(zhuǎn)化率較低的Nps(LNps)研究表明，LNps具有光響應(yīng)性能，但是在15min UV后只能實(shí)現(xiàn)45-60％的釋放，光照后放置可保持一定速度的釋放，這現(xiàn)象可能與大量未反應(yīng)的單體以及較短的聚合物結(jié)構(gòu)有關(guān)，光照過程中主要表現(xiàn)為粒子之間的相互融合。
　　 而當(dāng)單體轉(zhuǎn)化率較高(HNps)時(shí)，光響應(yīng)性能明顯提高，此時(shí)HNps(PMA/CLA)穩(wěn)定性要顯著低于HNps(PMB/CLA)，600

8、s UVHNps(PMA/CLA)可實(shí)現(xiàn)85％左右的釋放，450s UV HNps(PMB/CLA)便可實(shí)現(xiàn)≥90％左右的釋放。對比兩類HNps表明HNps(PMB/CLA)的光響應(yīng)速率和最終釋放均優(yōu)于HNps(PMA/CLA)。較長的交聯(lián)劑結(jié)構(gòu)有利于HNps的最終釋放，Nps(PMA/MB)則可實(shí)現(xiàn)90％釋放，而交聯(lián)劑的用量對HNps的最終光響應(yīng)情況影響并不大。采用SEM和DLS對HNps光照前后粒子形態(tài)變化探討表明，光照前HNps球

9、形結(jié)構(gòu)圓整，當(dāng)加入交聯(lián)劑量較少時(shí)，光照刺激可造成球形結(jié)構(gòu)的崩解，而交聯(lián)劑比率較高時(shí)，光照對粒子的形態(tài)影響較小，這主要是由于交聯(lián)劑的加入提高了對聚合物結(jié)構(gòu)的約束。
　　 3．兩親嵌段共聚物能夠自組裝形成膠體尺寸的聚集體或膠束。嵌段共聚物聚合體如同小分子表面活性劑一樣在溶液中能夠呈現(xiàn)出不同的形態(tài)，如球狀、棒狀、囊泡、復(fù)合膠束等。由于嵌段共聚物制備的膠束的研究在微反應(yīng)器，靶向藥物輸送，對比增強(qiáng)成像和模擬生物膜等方面的潛在應(yīng)用，聚合物膠

10、團(tuán)引起了科學(xué)家的廣泛興趣。本論文將光敏感基元引入到了聚合物膠團(tuán)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，以獲得一種穩(wěn)定性更高的光響應(yīng)型膠團(tuán)。
　　 利用ATRP聚合方法以甲基丙烯酸甲脂(MMA)為單體，光敏感的CL1，CL2或CL3為交聯(lián)劑，PEG2000-Br或PEG5000-Br為引發(fā)劑，通過控制單體和交聯(lián)劑的比率，合成了線性的PEG-PMMA(A0和B0)和疏水端交聯(lián)的兩親性嵌段共聚物PEG-PMMA-CL(A，B和C)。GPC、1H-NMR研究表明，

11、PEG-PMMA為線性分子，而本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合成的PEG-PMMA-CL為具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的分子，且每個(gè)分子中含有3-4個(gè)線性結(jié)構(gòu)。PEG-PMMA和PEG-PMMA-CL以四氫呋喃(THF)為溶劑時(shí)在水中能夠自組裝形成膠團(tuán)。研究發(fā)現(xiàn)，PEG-PMMA-CL自組裝過程中CAC值明顯小于PEG-PMMA，且聚合物的疏水端越長，越容易形成膠團(tuán)。PEG-PMMA-CL和PEG-PMMA形成的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)圓整，分散性較好，疏水端較長時(shí)，會(huì)影響聚合物膠團(tuán)的圓

12、整性。同時(shí)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入大大提高了聚合物膠團(tuán)的穩(wěn)定性能。
　　 CL1或CL2的引入給PEG-PMMA-CL提供了光響應(yīng)的前提，光刺激下可實(shí)現(xiàn)NR的迅速釋放，且該釋放過程是不可逆的。當(dāng)PEG-PMMA-CL(A2、B1和C1)濃度小于CAC值時(shí)，由于膠團(tuán)沒有形成，在光照刺激下體系熒光強(qiáng)度沒有變化，當(dāng)PEG-PMMA-CL濃度稍高于CAC值時(shí)，膠團(tuán)具有響應(yīng)性，但釋放不顯著，而當(dāng)PEG-PMMA-CL濃度明顯大于CAC值時(shí)，膠團(tuán)光響

13、應(yīng)性能受濃度影響不大。當(dāng)疏水端聚合度相近時(shí)，B系列的光響應(yīng)性優(yōu)于C系列，這是由于CL1在光照斷裂后釋放出羧酸基團(tuán)，而CL2釋放的是親水性相對較差的-NH2。疏水端的長度越長，PEG-PMMA-CL膠團(tuán)光響應(yīng)能力越低，且最終的釋放效果越不明顯，其中樣品B1最優(yōu)，最終釋放擬合結(jié)果可釋放至19％，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示15min即可釋放至16％。A系列聚合物的最終的釋放效率和光響應(yīng)速率均優(yōu)于B系列，這是由于A系列的親水端明顯短于B系列，因此每斷裂生成一