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在众多的疾病之中,癌症是最为严重的疾病之一,具有极高的发病率和致死率。2月4日被定为“世界癌症日”,旨在提高对于癌症的警惕性和鼓励癌症的预防、诊断和治疗。化疗是癌症治疗的一种重要策略。顺铂和阿霉素均是临床上常用的抗肿瘤药物。然而,由于存选择性差、血液循环时间短、药物生物利用率低,以及严重的毒副作用,如神经毒性、肾毒性、心脏毒性等问题,严格限制了这些抗肿瘤药物的应用;同时,先天或者后天获得性耐药性更进一步影响了治疗效果。相比于传统的化疗药物,以纳米技术为基础的药物传输体系已被证实具有诸多优势,包括改善药物的溶解性,通过避免肾清除和网状内皮系统(RES)清除延长血液循环时间,改善药物的生物分布情况,减小副反应,通过增强的渗透和滞留(EPR)效应增加其在肿瘤部位的蓄积。一些纳米药物已经被用于前期临床和临床研究。例如,欧盟已经批准“凯莱”(阿霉素脂质体注射液)用于转移性乳腺癌的治疗。已经批准的纳米药物,抗癌药一般是通过物理包裹的形式担载在纳米输送介质中。值得注意的是,肿瘤组织和细胞具有特异性的微环境,这些微环境包括升高的温度、较低的细胞外和细胞内pH值、特异性的酶、较高的还原剂水平和活性氧(ROS)水平。因此,发展了各式各样的能够在内源刺激因素刺激下溶解、膨胀,或者崩解的聚合物纳米载体。然而,肿瘤组织在很多方面都表现出异质性,只能对一种刺激信号做出响应的纳米药物仅仅能够在一部分肿瘤细胞中释放出药物,这就导致较低的全面治疗效果。双重或多重响应性的纳米药物载体就变的必不可少。但是,制备双重或多重响应性的纳米药物载体通常需要严格的保护和脱保护步骤,或者需要进行聚合后的修饰。因此,本论文旨在运用简单、特异的叠氮化物-炔环加成click聚合反应合成双重或多重响应性的纳米药物载体,以实现药物的可控释放。进一步,顺铂和去甲基斑蝥素(DMC)作为原料合成串联药物DMC-pt-DMC,DMC-pt-DMC用于合成双叠氮单体,随后进行叠氮化物-炔环加成click聚合反应合成还原响应的聚合物前药。进而为了拓展其在生物医药领域的应用,特别是在化疗方面的应用,含铂药的聚合物前药用于构建可注射的、生物可降解的水凝胶。 (1)双三键化的胱氨酸和双叠氮新戊二醇在Cu(Ⅰ)的催化下进行叠氮化物-炔环加成click聚合反应,合成可生物降解的假性聚氨基酸mPEG-HRSCP-mPEG。二硫键、三唑环、两个羟基规律、重复的排布在三嵌段共聚物的疏水链段上。羟基的引入不仅能够改善两亲性聚合物的亲水性,且能够和阿霉素形成氢键进而改善阿霉素的担载效率和溶解性。动态光散射(DLS)用于研究该纳米药物载体的还原响应性和pH响应性。阿霉素作为模型抗肿瘤药物担载在该纳米药物载体上,体外阿霉素释放曲线说明,相比于生理条件下,10mM的还原型谷胱甘肽(GSH)或者酸性环境均能加速阿霉素的释放。体外细胞实验说明,担载有阿霉素的纳米粒mPEG-HRSCP-mPEG@DOX能够被HeLa细胞所摄取并对10mM GSH预处理的HeLa细胞表现出更大的细胞毒性。 (2)为了把氧化响应性引入到纳米载体中,我们用Cu(Ⅰ)催化下叠氮化物-炔环加成click聚合反应制备了一种新型的细胞内pH、GSH、活性氧ROS响应的三嵌段聚合物PRDSP。双三键化的胱氨酸和含有草酸酯基团的双叠氮单体进行聚合,大量的二硫键、三唑环、草酸酯基团有规律、重复的引入到聚合物的疏水段。动态光散射和透射电镜用于详细的表征PRDSP纳米粒在pH、GSH和ROS作用下的不稳定性。该载体被用于阿霉素的担载,体外阿霉素释放曲线进一步说明了该纳米药物的pH、GSH、ROS敏感性。细胞实验通过MTT、激光共聚焦显微镜和流式细胞仪进行研究。 (3)双三键化的胱氨酸单体和键合有去甲基斑蝥素(DMC)的双叠氮单体通过Cu(Ⅰ)催化进行叠氮化物-炔环加成click聚合,制备了一种pH、还原双敏感的三嵌段聚合物前药P(DMC)。去甲基斑蝥素是通过酸敏感的形式(β-羧酸内酰胺)键合到双叠氮单体上的。在弱酸性的环境下,例如pH6.5,去甲基斑蝥可以被释放下来,同时聚合物P(DMC)形成的纳米粒能够进行负电荷到正电荷的反转。因此,P(DMC)是一种能够对肿瘤组织及细胞的内源性刺激做出响应的多敏感纳米载体。进而,P(DMC)用于阿霉素的担载,两者之间存在疏水相互作用、静电相互作用、氢键相互作用。据我们所知,这是第一次在聚合物水平上实现了阿霉素和去甲基斑蝥素的联合用药。聚合物前药P(DMC)是一种有前景的可控药物释放体系。 (4)阐述了一种新的策略用于去甲基斑蝥素和顺铂的联合化疗。在氧化后的四价顺铂的轴向引入两个去甲基斑蝥素合成新的串联药物DMC-pt-DMC,兼具了去甲基斑蝥素和顺铂的生物活性。随后,串联药物DMC-pt-DMC用于合成双叠氮单体。和双三键单体及三键化的PEG进行聚合后合成了A-B-A型的三嵌段共聚物P(DMC-pt-DMC),还原响应的四价铂药和三唑环重复、规律的排布在中间的疏水链段上。动态光散射和浊度法均证明了P(DMC-pt-DMC)的还原、pH双响应性。经实验表明,P(DMC-pt-DMC)具有一系列的优点:(i)相比于在聚合物上键合两种药物,合成更加的简单;(ii)具有较高的载药量和载药效率;(iii)两种药物的比例确定为2∶1;(iv)协同的治疗效果。 (5)为了进一步拓展高分子铂药在生物医药领域的应用,我们用串联药物DMC-pt-DMC合成双叠氮单体,该单体和双三键化的PEG进行聚合合成两端为PEG的多嵌段聚合物(PEG2k-DMC-pt-DMC)n。(PEG2k-DMC-pt-DMC)n和α-CD共同构建可注射的、生物可降解的超分子水凝胶。由于聚合物的主链含有大量的四价铂药,因此,抗坏血酸钠可用于调节药物的释放行为。分别用流变和扫描电镜对水凝胶进行了仔细的表征。体外评价表明,该新型的超分子水凝胶能够实现抗癌药物的持续、可控释放。体内抑瘤实验表明,原位肿瘤注射的超分子水凝及(PEG2k-DMC-pt-DMC)n/α-CD能够有效的抑制肿瘤的生长。因此,这种简单、合适的、有效的抗肿瘤药物释放体系是一种有前景的化疗策略。