（化学专业论文）智能型聚合物纳米载体用于核酸和药物高效传输与控释研究.pdf

博士后出站报告智能型聚合物纳米载药体系 物可降解基因载体m p e g - b p l l - g - i p e i ，将其分别和报告基因质粒p e g f p 、荧光素酶基 因质粒p g l 3 复合，通过酸碱滴定实验检测了聚合物基因载体的质子缓冲能力、通过凝 胶阻滞电泳实验、粒径与电位的测定、d n a s e - i 稳定实验等方法观察了 m p e g b p l l g 1 p e i p d n a 的复合效果，并且检测了复合物对h e p g 2 、u 2 51 和b h k 2 1 细胞的毒性、转染效果及p g l 3 的表达情况。证实了三元共聚物基因载体 m p e g - b p l l g - i p e i 能高效复合凝集p d n a ，选择合适的聚合物p p l 3 ，进行叶酸靶向 修饰，完成治疗基因t r a i l 作用于b e l 7 4 0 2 细胞，获得较好的细胞凋亡和细胞生长抑 制效果。系统探讨了生物可降解聚合物基因载体m p e g b p l l g - i p e i ( p p i ) 在肿瘤基 因治疗中应用的可行性，有望为肿瘤基因治疗提供一个安全高效的载体技术平台。 ( 2 ) 将上述基因载体应用于传输s i r n a 的研究中。f a p p l 3 s i r n a 纳米复合物可以 结合并输送s i r n a 进入细胞内达到沉默g f p 基因的效果，达到了主动靶向的目的同 时，将其用于传输促细胞凋亡的b c l 2 s i r n a ，得到较好抑制细胞中b c l 2 基因的表达，从 而促进了细胞的凋亡，即细胞存活率明显下降。在癌症治疗的s i r n a 输运中具有良好 应用前景 ( 3 ) 通过多步反应成功地合成了的两亲性三嵌段共聚物 p e g - b p a s p ( m e a ) - b p a s p ( d i p ) 。共聚物在p h 7 4 水溶性自组装成具有可逆壳交联的小 于1 0 0 r i m 的聚合物纳米笼。其疏水性的中心核用来负载疏水d o x 。我们研究了纳米笼 的酸敏核磁，酸敏荧光，酸敏粒径，观察了不同条件下的形貌。对负载d o x 的酸敏纳 米笼按照不同孵育时间观察进核情况并对其细胞毒性进行了研究。另外，纳米金交联壳 层的聚合物纳米笼的体内显像功能我们做了初步研究。 关键词：肿瘤、靶向传输、质子缓冲、基因s i r n a 传输、可逆交联、酸敏性，聚乙烯 亚胺、聚氨基酸、聚乙二醇 n a m e o f p o s t d o c t o r a lm o b i l es t a t i o n ：c h e m i s t r y s e c o n dd i s c i p l i n e ：p o l y m e rc h e m i s t r ya n dp h y s i c s s u p e r v i s o r s ：p r o f x i n t a os h u a i a b s t r a c t t h ec a n c e ri so n eo ft h ed i s e a s e so fs e r i o u st h r e a tt om a n k i n d sh e a l t ha n dl i f en o w a d a y s g e n et h e r a p yh a sb e e nc o n s i d e r e da so n eo ft h em o s t p r o m i s i n gn e wa p p r o a c h e sf o rt r e a t i n g f a t a ld i s e a s e ss u c ha sc a n c e ra n dh a sd r a w ng r e a ta t t e n t i o no v e rt h ep a s tt w od e c a d e s a l t h o u g ht h ef i e l dh a ss e e ng r e a tp r o g r e s s e si nr e c e n ty e a r s ，h u m a ng e n et h e r a p yi s e n c o u n t e r i n gs o m eb o t t l e n e c k s ，a m o n gw h i c ht h el a c ko fe f f e c t i v ea n ds a f ed e l i v e r yv e c t o r s s u i t a b l ef o rc l i n i c a lu s ei ss t i l lt h eg r e a t e a c h a l l e n g e s of a r , b o t hv i r a lv e c t o r s ( e g a d e n o v i r u s ，r e t r o v i r u s ，a n dh e r p e sv i r u s ) a n dn o n v i r a lv e c t o r si n c l u d i n gc a t i o n i cl i p o s o m e s a n dp o l y m e r sh a v eb e e n i n t e n s i v e l yi n v e s t i g a t e d f o rg e n e d e l i v e r y n o t a b l y c a t i o n i c p o l y m e r - b a s e dn o n v i r a lv e c t o r sh a v eb e e nc o n s i d e r e da st h em o s tp r o m i s i n gc a n d i d a t ef o r c l i n i c a lg e n et h e r a p y , o w i n gt ot h e i rp r o m i n e n ta d v a n t a g e so v e rt h ev i r a lo rn o n v i r a lc a t i o n i c l i p o s o m e - b a s e dv e c t o r si ns e v e r a lk e ya s p e c t si n c l u d i n gn oi m m u n o g e n i c i t y , e a s yf a b r i c a t i o n ， h i g hc o s t e f f e c t i v e n e s s ，m o r et a i l o r a b l es t r u c t u r ef o rf u n c t i o n a l i z a t i o ns u c ha si n c o r p o r a t i o n o f t a r g e t i n gl i g a n d s t h e yw e r ec o m m o n l yu s e dt op a c k a g ep d n ai n t on a n o s c a l ep o l y p l e x e s w h i c hc a np r o t e c tp d n af r o me n z y m a t i cd e g r a d a t i o na n dt r a n s p o r tg e n ei n t ot a r g e tc e l l s t h r o u g ha ne n d o c y t i cp a t h w a y a n dc h e m o t h e r a p yi sr e g a r d e da so n eo ft h em o s te f f e c t i v e t r e a t m e n t sf o rt u m o r h o w e v e r , c h e m o t h e r a p ys t i l lh a sm a n yu n s o l v e dp r o b l e m se x i s t i n g ，f o r i n s t a n c el o ww a t e rs o l u b i l i t y , r a p i dp h a g o c y t i ca n dr e n a lc l e a r a n c e ，a n ds y s t e m i ct o x i c i t y , g r e a t l yl i m i tt h et h e r a p e u t i cu s eo fm a n yh y d r o p h o b i ca n t i t u m o ra g e n t ss u c ha sd o x o r u b i c i n ( d o x o ) a n dp a c l i t a x e l an a n o m e d i c i n ep l a t f o r mi nd r u gd e l i v e r ya n dm o l e c u l a ri m a g i n g 1 1 1 博士后出站报告 智能型聚合物纳米载药体系 a p p l i c a t i o n s w a sd e v e l o p m e n tt oo v e r c o m ed i f f i c u l t i e s t h er e q u i r e m e n t sf o rai d e a l p o l y m e r i cm i c e l l ei nd r u g - d e l i v e r ya p p l i c a t i o n si n c l u d eh i g hd r u g - l o a d i n gc a p a c i t y , l o w t o x i c i t y , l o n gb l o o dc i r c u l a t i o nt i m e s ，a n dm a i n t a i n i n gh i g hs t r u c t u r a ls t a b i l i t yi nb l o o d d r i v e nb ys u c ho b j e c t i v e ，p o l y m e r i cc a r d e r sh a v ee m e r g e da sn o v e lm e d i c i n ep l a t f o r mt h a t d e m o n s t r a t e dg r e a tp o t e n t i a l si na n t i c a n c e rd r u gd e l i v e r ya n dd i a g n o s t i ci m a g i n ga p p l i c a t i o n s o v f f rt h ep a s td e c a d e s e v e r a lp o l y m e r sf o rt h i sp u r p o s ew e r es y n t h e s i z e di nt h i sa r t i c l e ( 1 ) i nt h ep r e s e n ts t u d y ，l i n e a rp o l y ( e t h y l e n i m i n e ) ( 1 p e i ) w i t hl o wm o l e c u l a rw e i g h tw a s g r a f t e do n t ot h eb l o c kc o p o l y m e r ( p p l ) o fp o l y ( l - l y s i n e ) ( p l l ) a n dp o l y ( e t h y l e n e g l y c 0 1 ) ( p e g ) ，y i e l d i n gan e wt e r n a r yc o p o l y m e rp e g b p l l - g - i p e i ( p p i ) f o rg e n ed e l i v e r y i ns u c hm o l e c u l a rd e s i g n ，p l l ，1 p e ia n dp e gb l o c k sw e r ee x p e c t e dt or e n d e rt h ev e c t o r b i o d e g r a d a b i l i t y , p r o t o nb u f f e r i n gc a p a c i t y , l o wc a t i o n i ct o x i c i t ya n dp o t e n t i a l l yl o n g c i r c u l a t i o ni nv i v o ，r e s p e c t i v e l y g i v e np r o p e rc o n t r o lo nm o l e c u l a r c o m p o s i t i o n ，t h e c o p o l y m e r sd e m o n s t r a t e dl o w e rc y t o t o x i c i t y , p r o t o nb u f f e r i n gc a p a c i t y , a n da b i l i t yt o c o n d e n s ep d n aa n dm e d i a t ee f f e c t i v eg e n et r a n s f e c t i o ni nv a r i o u sc e l ll i n e s w i t hf o l a t ea s a ne x e m p l a r yt a r g e t i n gl i g a n d ，t h ef a - p p i p d n ac o m p l e xs h o w e dm u c hh i g h e rt r a n s g e n e a c t i v i t yt h a ni t sn o n t a r g e t i n gc o u n t e r p a r tf o rb o t hr e p o r t e ra n dt h e r a p e u t i cg e n e si nf o l a t e r e c e p t o r ( f r ) - p o s i t i v ec e l l s f a - p p im e d i a t e de f f e c t i v et r a n s f e c t i o no ft h et n f - r e l a t e d a p o p t o s i s - i n d u c i n gl i g a n dg e n e ( t r a i l ) i nh u m a nh e p a t o m ab e l7 4 0 2c e l l s ，l e a d i n gt oc e l l a p o p t o s i sa n dg r e a ts u p p r e s s i o no nt h ec e l lv i a b i l i t y o u rr e s u l t si n d i c a t et h a tt h en e w c o p o l y m e r sm i g h tb eap r o m i s i n gv e c t o rc o m b i n i n gl o wc y t o t o x i c i t y , b i o d e g r a d a b i l i t y , a n d h i g l lg e n et r a n s f e c t i o ne f f i c i e n c y ( 2 ) a ne f f i c i e n ta n ds a f ed e l i v e r ys y s t e mf o rs m a l li n t e r f e r i n gr n a ( s i r n a ) i sr e q u i r e d f o rc l i n i c a la p p l i c a t i o no fr n ai n t e r f e r i n gt h e r a p e u t i c s p p l 3b i n d ss i r n aa ta na p p r o p r i a t e n pr a t i ob ye l e c t r o s t a t i ci n t e r a c t i o na n dr e s u l ti nw e l l d i s p e r s e dn a n o p a r t i c l e sw i t hu n i f o r m s t r u c t u r ea n dn a r r o ws i z ed i s t r i b u t i o n w i t hs i r n a b i n d i n g ，f a - p p l 3 g f p s i r n ai n d u c e m o r es i g n i f i c a n ta n de n h a n c e dr e d u c t i o ni nt a r g e t e dg r e e nf l u o r e s c e n tp r o t e i ne x p r e s s i o ni n b e l 7 4 0 2c e l l s ，t h o u g hm o r ei n t e r n a l i z e df a - p p l 3 s i r n a f i t cc o m p l e x e si nc e l l sa r e e v i d e n c e db yc o n f o c a ll a s e rs c a n n i n gm i c r o s c o p yo b s e r v a t i o na n df l u o r e s c e n c e a c t i v a t e dc e l l i v 111】iiillll 体系 s e l e c t e da sb u i l d i n gc o m p o n e n t sf o rd i s u l f i d ec r o s s l i n k e dp o l y m e rm i c e l l e sd u et ot h e i r l o wt o x i c i t y t op r e p a r eap o l y m e rm i e e l l ef o rs h e l lc r o s s l i n k i n g , as e l f - a s s e m b l i n ga b c t r i b l o c k c o p o l y m e r o f p o l y ( e t h y l e n eg l y c 0 1 ) b - - p o l y ( l a s p a r t i c a c i d - m e a ) o b p o l y ( l a s p a r t i c a c i d d i p ) p e g - b - p a s p ( m e a ) 一b - pa s p ( d i p ) 】w a s s y n t h e s i z e db ys e v e r a ls t e po fp o l y m e r i z a t i o np r o c e s s a n da l la n t i c a n c e rd r u gd o x o r u b i c i n ( d o x ) w a s l o a d e di nt h ec o r eo ft h e n a n o c a g e s s u c c e s s f u l s y n t h e s i s o f p e g - b - p a s p ( m e a ) - b - pa s p ( d i p ) w a sd e m o n s t r a t e db y1 hn m r ，f r i ra n dg p ca n a l y s i s t h ed i a m e t e ro fp o l y m e rn a n o c a g e s ，a se s t i m a t e db yd y n a m i cl i g h ts c a t t e r i n g ，w a s4 0n l t l a n dt h ed r u g - l o a d i n gc o n t e n t ( d l c ) i s10 a l lt h e s ed i s t i n c td o m a i n so ft h ep o l y m e r i c n a n o c a g e s ，a r ee x p e c t e dt op l a ya r o l ei ng e n e r a t i n gap o t e n t i a ld r u g d e l i v e r ys y s t e m ：j k e y w o r d s ：t u m o r , g e n e s i r n ad e l i v e r y ，d r u g d e l i v e r ys y s t e m ，d i s u l f i d ec r o s s - l i n k e d ， p h s e n s i t i v i t yt a r g e t i n gd e l i v e r y , p e i ，p e g v 博士后出站报告智能型聚合物纳米载药体系 智能型聚合物纳米载药体系 目录 。i 。i i i 目录一 第一章绪论l 1 1 聚合物纳米载体在肿瘤治疗方面的应用l 1 2 纳米药物载体的类型2 1 2 1 胶束3 1 2 2 囊泡5 1 2 3 聚合物纳米载体靶向性6 1 2 4 药物缓慢释放与控制释放8 1 3 用于基因传输的聚合物纳米载体9 1 3 1 聚赖氨酸9 1 3 2 聚乙烯亚胺( p e i ) 9 1 3 3 可降解阳离子聚合物1 1 1 4p h 敏感性载药系统1 2 1 5 交联型纳米载药胶束1 5 1 5 1 核交联聚合物胶束1 6 1 5 2 壳交联聚合物胶束1 7 1 6 课题的提出及创新性1 9 参考文献2 0 第二章低分子量聚乙烯亚胺接枝聚乙二醇聚赖氨酸三元共聚物作为基因传输载体研 究3 4 2 1 引言：3 4 2 2 实验材料和方法3 6 2 2 1 实验试剂3 6 2 2 2 检测条件3 6 博上后出站报告智能型聚合物纳米载药体系 2 2 3 三元共聚物的合成与表征3 7 2 2 4 酸碱滴定4 0 2 2 5 聚合物质粒d n a 复合物的制备山4 0 2 2 6 凝胶阻滞电泳0 0 0000 4 1 2 2 7 聚合物质粒d n a 复合物对d n a s e i 的稳定性4 l 2 2 8 基因转染0 0 00 00 4 1 2 2 9t r a i l 基因表达和c a s p a s e - 3 激活( w e s t e r nb l o t ) 4 2 2 2 1 0 空载体聚合物的细胞毒性o oo ioo 00 bo oo 4 2 2 2 1 1 叶酸靶向纳米复合物的细胞内吞检测4 2 2 2 1 2 负载t r a i l 基因的纳米复合物诱导细胞凋亡和细胞毒性测4 3 2 2 1 3 统计学分析4 3 2 3 结果：4 3 2 3 1 共聚物p e g - b - p l l - g - 1 p e i 的合成与表征4 4 2 3 2 质子缓冲能力4 9 2 3 3 空载体聚合物的细胞毒性5 0 2 3 4 聚合物质粒d n a 纳米复合物的制备和表征g o d g 5 2 2 3 5 基因转染5 6 2 3 6 叶酸靶向细胞内吞和基因转染5 9 2 3 7b e l 7 4 0 2 细胞表面死亡受体表达6 1 2 3 8 负载t r a i l 基因的纳米复合物诱导细胞凋亡和细胞毒性检测6 3 2 4 讨论一6 6 2 5 卅、结o i io o o 6 9 参考文献7 0 第三章低分子量聚乙烯亚胺接枝聚乙二醇聚赖氨酸三元共聚物作为s i r n a 传输载体 研究7 4 3 1 弓i 言7 4 3 2 材料与方法7 5 3 2 1 材料7 5 系 7 6 7 6 7 6 仍 3 2 6m t t 比色实验检测细胞活性7 7 3 2 7 统计学分析7 8 3 3 结果与讨论7 8 3 3 1 激光共聚焦定位观察b o ooo oo8o oooor e a l 7 8 3 3 2g f p s i r n a 干扰外源g f p 基因在2 9 3 t 细胞中的表达7 9 3 3 3 荧耀p c r 分析b c l 2 - s 诹n a 干扰b d 7 4 0 2 细胞b d 2 基因表齿水= 平舳 3 3 4m t t 比色实验检测细胞活性8 l 3 4 小结8 2 参考文献8 2 第四章具有可逆交联壳层的酸敏型聚合物纳米笼的制备及药物控制释放研究8 4 4 1 弓l 言8 4 4 2 实验部分8 7 4 2 1 实验试剂8 7 4 2 2 检测条件8 7 4 2 3 拉曼光谱的测定8 8 4 2 4 三嵌段共聚物m p e g - p b l a p ( a s p d i p ) 的合成与表征8 8 4 2 5 聚合物交联度的测定9 7 4 2 6 载药量的测定9 8 4 2 7 聚合物的体外释放性能9 8 4 2 8 激光共聚焦显微镜观察d o x 在细胞内定位9 8 4 2 9m t t 细胞毒性分析9 9 4 3 结果与讨论9 9 4 3 1 三嵌段共聚物p e g b p a s p ( m e a ) - b - p a s p ( d i p ) 的合成与表征9 9 4 3 2r a m a n 分析1 0 3 博士后出站报告智能型聚合物纳米载药体系 4 3 3 聚合物交联度的测试1 0 4 4 3 4 形貌分析1 0 6 4 3 5 酸敏核磁1 0 9 4 3 6 负载d o x 胶束的制备l l l 4 3 7 酸敏粒径o odo o o 1 1 2 4 3 8 交联胶束和非交联的载药率和包封率的测量1 1 4 4 3 9 包覆d o x 的酸敏纳米笼在不同条件下荧光的变化规律1 1 4 4 3 1 0 聚合物胶束中d o x 的体外释放实验1 1 5 4 3 1 1 交联酸敏载药体系d o x 进细胞核观察1 1 7 4 3 1 2m t t 细胞毒性分析1 1 8 4 3 1 3 具有纳米金交联壳层的聚合物纳米笼的体内显像初步研究1 2 0 4 4d 、结1 2 1 参考文献1 2 1 个人简历1 2 5 致谢1 2 9 v 智能型聚合物纳米载药体系 第一章绪论 纳米载体在肿瘤治疗方面的应用 纳米科学技术是二十世纪八十年代末诞生并蓬勃发展起来的一种高新技术。纳米技 术在生物医学领域的运用诞生了纳米生物学和纳米医学，两者密切相关，前者是后者的 基础，尤其应用于药物载体领域诞生了一大批优良的新型纳米药物载体。纳米药物载体 是指能改变药物进入人体的方式和在体内的分布、控制药物的释放速度并将药物输送到 靶向器官的体系。纳米粒子所具有的独特性质使其表现出许多优异的性能和全新的功 能，在众多疾病治疗领域展现出广阔的应用前景。纳米粒作为药物载体具有增加药物的 吸收【1 捌、控制药物的释放、改变药物的体内分布特征【3 一、提高药物的稳定性、改变药 物的膜转运机制【5 l 等显著优点和优良的性能。 随着肿瘤发病率的不断提高，肿瘤给人类带来的痛苦越来越大，人们对肿瘤的关注 也越来越多。目前恶性肿瘤的治疗方法大致可分为四类，即化学药物疗法、放射疗法、 外科手术疗法和生物治疗、造血干细胞疗法等。其中化学药物疗法是在细胞水平上甚至 分子水平上杀灭肿瘤细胞，理论上能全数杀灭肿瘤细胞。但是由于常规的用药方式对非 癌组织损伤很大，其毒副作用往往使肿瘤治疗中断或失败。为提高药物在病灶处的有效 浓度和有效停留时间，同时减少对非癌组织的毒副作用，人们正致力开发新的药物治疗 方式。随着基因组学、蛋白质组学、细胞生物学和纳米技术的迅速发展，新的有效的肿 瘤诊断及治疗方法层出不穷。如纳米载体、纳米药物、碳纳米管、量子点、树形分子、 纳米马达和纳米机器人等在肿瘤诊断和肿瘤靶向治疗方面有重大的潜在应用价值。与小 分子自由药物( f r e ed r u g ) 主要通过细胞膜渗透方式进入细胞不同，聚合物胶束纳米药物 载体由于尺寸较大，在进入肿瘤组织后，主要通过肿瘤细胞的内在化( i n t e m a l i z e d ) 艮1 1 胞 吞作用( e i l d o c y t o s i s ) 进入细胞【引( f i g 1 一1 ) 。 很多新开发的抗肿瘤药物由于水溶性比较差而限制了它们在临床上的应用。近期在 此类药物的增溶方面取得了一些进展，研究者采用嵌段聚合物的胶束来增加药物在水中 的溶解度。聚合物胶束具有独特的结构，其是由疏水性的内核和亲水性的外壳组成。胶 束的内核可以用来存储药物，根据物理化学性质的不同，药物可以通过化学、物理或静 博上后出站报告 智能型聚合物纳米载药体系 电相互作用被负载到胶束核内。鉴于此，药物纳米粒载体释放系统是一种非常有前途的 给药体系，己经引起人们广泛的研究兴趣。聚合胶束可以分为以下几类：( a ) 两亲性的 胶束，其核是由疏水性相互作用形成；( b ) 聚电解质复合物胶束，其核由静电相互作用 形成( p i c m ) ；( c ) 与金属间的配位作用形成的胶束【7 ，8 】。另外，环糊精与亲水性两嵌段聚 合物形成超分子胶束，作为一种新型的胶束近来开始受到关注1 9 , 1 0 。 阳离子聚合物可以与质粒d n a ( p d n a ) t 1 1 1 、脱氧核苷酸( o d n ) 【1 2 1 、多糖【1 3 】及酶【1 卅形成 p i c m ，这类聚合物包括聚乙烯亚胺( p e i ) 、聚赖氨酸( p l l ) 、壳聚糖等。 f i g 1 - 1 m i c e l l a rd e l i v e r y ( t o pr i g h t ) m i c e l l ec a r r y i n gd r u gm o l e c u l e si ni t sc o r e ( b o t t o m ) p o l y c a t i o n - d n ap a r t i c l ei nt h em o r p h o l o g yo fam i c e l l e ( l e f t ) e n d o c y t o s i sa n dt r a n s d u c t i o n d e l i v e rt h em i c e l l e c a r r i e dd r u gi n t ot h ec e l l 1 2 纳米药物载体的类型 纳米药物载体是将纳米材料和纳米技术应用于药学领域产生的。国际上一般公认 o 1 1 0 0n n l 为纳米尺度空间，而在药物传输系统领域一般将纳米粒的尺寸界定在1 2 博士后出站报告 智能型聚合物纳米载药体系 一1 0 0 0n m ，所以纳米粒是粒度在纳米级的( 1 - 1 0 0 0t u n ) 固态胶体微相，它是纳米球 ( n a n o s p h e r e s ，n s ) 、纳米囊( n a n o c a p s u l e s ，n c ) 、纳米胶束( n a r o m i c e l l e ，n m ) 、纳米脂 质体( n a n o l i p o s o m c s ，n l ) 和纳米乳剂( n a n o e m u l s i o n ，n e ) 的统称。在纳米药物载体系统 中，药物以粉末或溶液的形式或分散包埋于纳米粒中，或吸附结合于纳米粒子表面。 1 2 1 胶束 胶束是一种分散态胶体( 粒径通常为5 - 1 0 0n m ) ，是由众多微粒( 被分散相) 分散在连 续相中( 分散介质) 所组成的。胶束属于缔合体或两性胶体的总称，由于亲水嵌段和疏水 嵌段的溶解性的差异，在水中能够自发形成纳米级的核壳结构的聚合物胶束这些构成 胶束的分子由两部分性质显著不同的区域所组成，一端亲油，疏水材料可选择的范围很 广，聚脂类和聚氨基酸类聚合材料是其中研究比较广泛的两类。另一端亲水，目前的研 究焦点是具有良好生物相容性的水溶性聚合物聚乙二醇。 聚合物胶束作为药物载体有其独特的优势，它具有较低的临界胶束浓度，在浓度较 稀的情况下还能以胶束的形式存在，胶束的离解速度慢；胶束的亲水表面可以避免疏水 内核的聚集，以使其可以相对地稳定存在而不在短时间内产生沉淀；较大的增容空间， 可以增长药物的体循环时间，从而更高效地发挥药物的作用。并且依据聚合物疏水链段 的不同性质可以通过化学、物理以及静电作用等方法包裹药物。双亲嵌段共聚物在选择 性溶剂中根据它们化学结构、组成和浓度的不同会自发组装成球型、棒型、层片状以及 囊泡等聚集形态【1 5 , 1 6 。其中最具有代表性的聚集态是聚合物胶束。上世纪八十年代初 h e l m u tr i n g s d o f f 首先把聚合物胶束应用于药物载体的研究【1 7 , 1 8 】。其后k a z u n o r i k a t a o k a i l 9 2 0 1 ，a l e x a n d e rk a b 髓o v 【2 1 捌，g l e nk w o n 2 3 矧，v l a d i m i rt o r c l l i l m t 2 5 , 2 6 以及j e a n c h r i s t o p hl e r o u x 2 7 2 8 1 等发展并延伸了这一领域。更可喜的是，这些研究小组己在本世纪 初开始把聚合物胶束应用于临床研究中。 1 2 1 1 聚合物胶束的形成 两亲性共聚物由于亲水链段和疏水链段在水中的溶解度存在差异，因此在水中会自 组装形成聚合物胶束。常用的制备方法主要有：将两亲共聚物溶于共同溶剂( 疏水、亲 博士后出站报告智能型聚合物纳米载药体系 水部分均能溶于其中) 中，再在搅拌下滴入选择性溶剂通过超声乳化等手段形成胶束； 将选择性溶剂滴入共聚物良溶液中，诱发胶束形成，最后通过透析等方法除去良溶剂， 也可直接将聚合物良溶液在选择性溶剂中透析；一些具有特殊性质的共聚物还可通过改 变外界条件，如温度、离子强度和p h 值等方法诱导胶束形成。 1 2 1 2 聚合物胶束的载药方式 药物可以通过物理包埋、静电作用或共价键键合方法载入聚合物胶束：如果药物是 与形成胶束共聚物的疏水部分通过化学键或静电作用的，其载药过程与胶束的形成过程 同时发生；如果药物是采用物理包埋的方法，其载药过程依赖于胶束的制备过程。物理 包埋和化学键合一般用于制备包裹疏水性药物的载药胶束。物理包埋法操作简单，适用 于大多数疏水性药物，但一般都会表现出“突释 现象；而静电作用法则常用于包裹基因 或蛋白类等带有电荷的药物分子；化学键合法载药量较高，药物缓释明显，但制备较复 杂，并且只适用于含有活泼基团的药物。因此制备载药胶束时，根据聚合物载体和药物 分子的结构特点，选择合适的制备方法非常关键。 1 物理包埋法 药物与胶束核之间的相容性是影响药物增溶的主要因素，相容性越好，载药量越高。 物理包埋的方式操作简单，不会改变药物的化学结构和性质，对共聚物载体也没有特别 的要求，不要求载体和药物含有特殊的活性反应基团，是目前最常用的制备载药胶束的 方法。常用的物理包埋法包括：透析法、共溶剂挥发法、乳化法、溶剂挥发法与冻干法 五种。 2 静电作用法 含有带电离子( 阳离子或者阴离子) 基团的两亲嵌段共聚物与带有相反电荷的药物、 多肽、基因、蛋白质药物等药物分子在水溶液中进行复合，通过静电相互作用将药物包 埋进聚合物胶束内核中。赖氨酸末端的正电荷与d n a 的负电荷通过离子静电作用复合 形成聚离子胶束，成为d n a 的有效载体。k a t a o k a 等合成了聚乙二醇一聚天冬氨酸的嵌 4 智能型聚合物纳米载药体系 使它们复合，形成了单分散性良好的聚复合离子胶束，既可以作 纳米反应器【2 9 1 。 药物通过化学键与聚合物胶束的疏水链末端或侧链连接，在胶束制备过程中药物就 直接包埋在胶束内部。在外界环境的变化下，键合药物与聚合物的化学键容易发生断裂 从而释放药物。k a t a o k a 等首先合成了聚乙二醇聚( b - 苄基l 天冬氨酸) 的嵌段共聚物， 然后使苄基去保护，再通过酸酐反应将酰肼基