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超声因为其安全性、非侵入性以及简单可控的特点可以应用于开发新型刺激响应型药物递送系统。谷胱甘肽(GSH)在细胞外的浓度为2-10μM,但在细胞内高达2-10mM,且肿瘤细胞内谷胱甘肽浓度是正常细胞的4倍,其巨大的浓度差异可以有效触发还原敏感型药物载体的药物控释行为。本文制备了一种新型的同时具有还原和超声双重敏感的纳米凝胶载体,并将其应用于药物精准控释的研究。研究内容如下: (1)通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合以及EDC/NHS偶联制备了一系列温敏型共聚物PEIm-PNIPAMn-PEIm(聚N-异丙基丙烯酰胺:PNIPAM,聚乙烯亚胺:PEI),研究发现所制备的共聚物具有良好的温度敏感性,并且由于PEI的引入,共聚物的低临界溶解温度(LCST)高于纯PNIPAM。当PEI分子量一定时,聚合物的LCST随PNIPAM段链长的增加而降低;而当PNIPAM分子量一定时,聚合物的LCST随PEI段的增加而升高。 (2)研究发现所制备的聚合物能够在温度高于其LCST时自组装形成以PNIPAM为核PEI为壳的胶束结构,在50℃条件下,共聚物溶液的临界胶束浓度(CMC)在0.1-1×10-3mmol·L-1之间,并且CMC随PNIPAM嵌段链长的增加而降低,但在此实验条件下PEI链长的改变对CMC影响较小。 (3)本文所制备的纳米凝胶具有很好的稳定性,记为Gel-n/m纳米凝胶的粒径大小与PNIPAM聚合度(m值)及PEI聚合度(n值)有关。PNIPAM链长越长,纳米凝胶粒径越小;与之相反,PEI链长越长,纳米凝胶粒径则越大。在只有超声空化作用存在的条件下,纳米凝胶的球形结构不会被破坏;而在只有10mM谷胱甘肽条件下,纳米凝胶1小时内就能分解成碎片。 (4)在体外模拟释药实验中,超声及还原的协同作用可以实现药物盐酸型阿霉素(DOX·HCl)的瞬时释放,实验中纳米凝胶载药体系在10分钟内就可以释放90%以上的药物。另外研究了不同温度、pH、PNIPAM或PEI尺寸、交联度对释药结果的影响,发现其中温度和PNIPAM的尺寸对释药影响较大。通过分段释药实验充分验证了释药的可控性:在正常人体环境下(pH=7.4,37℃)药物少量泄漏,加入谷胱甘肽后快速释放40%以上,最后通过施加超声刺激,实现了药物的瞬间、完全的释放。细胞毒性实验表明空白纳米凝胶具有很好的生物相容性,并且载药纳米凝胶对肿瘤细胞的杀伤力远远大于对正常细胞的伤害。