PEI-PCL两亲性嵌段共聚物的合成及表征文献综述

 2022-12-06 16:27:12

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

  1. 实验背景

临床肿瘤治疗方法通常包括手术、辐射治疗以及化学疗法和基因疗法,其中后两种方法有很大的发展空间,但有效成果并不多。化学药物因多为疏水性、在体内可能被网状内皮系统(RES)吸收、体内去活、酸性环境中聚集、与基质中的大分子结合等因素疗效不好,所以亟需安全有效的药物载体。基因药物在体内易被酶水解且因为本身带负电而细胞摄取率低,所以开发高效安全、靶向性的载体很重要。病毒载体转染率高但因免疫原性等固有性质其应用受到限制,于是对非病毒载体的研究越来越多。稳定的生物相容的可生物降解的高分子材料显出一定的优势:可以防止药物在正常生理条件下降解或突然释放,在肿瘤环境中有刺激响应表现出肿瘤靶向性。理想中有效的纳米载体能避免黏附血液成分,体循环过程中不被RES捕捉,并能从血液中穿透到肿瘤组织中,附着于肿瘤细胞上继而进入细胞,从内涵体或溶酶体逃逸进入细胞质。

二、文献综述

本实验旨在设计一种化学药物和基因药物双载的聚合物,起到协同治疗肿瘤的效果。两亲性嵌段共聚物由亲水性和疏水性的两种聚合物分子通过化学反应得到,其接触水并达到一定浓度(即临界胶束浓度,CMC)时能够自聚集成胶束结构。疏水部分构成胶束的核心,可以包裹疏水性药物,提高了药物在体液中的溶解度和稳定性;亲水性部分形成胶束外壳,使胶束能在水性环境中相容,屏蔽了胶束核心,防止被载药物与血液成分作用,亲水性部分还能减少RES对胶束的识别从而达到血液中的长循环。具有长循环性质的纳米级(10-100nm)胶束能通过提高的渗透和滞留(EPR)效应聚集于肿瘤部位,具有被动靶向性。在亲水性部分尾端接抗体或配体可以达到主动靶向效果。此处主要研究化学和基因药物的聚合物载体,对靶向暂不考虑。

PEI,即聚乙烯亚胺,是一种阳离子亲水性聚合物,因其氨基基团(带正电荷)与核苷酸磷酸基团(带负电荷)之间的静电吸引可用作基因的载体,且因其转染率高而常用于基因药物的载体,但其正电性也带来了细胞毒性的问题。PEI还具有质子海绵效应,能够从内涵体逃逸。在PEI 上引入一些亲油基团如聚酯可以降低聚合物与质粒DNA(pDNA)间的相互作用, 并同时增加复合物与细胞膜间的作用, 有利于基因的转染和细胞对复合物的内吞。相对于PEI 均聚物, 上述改性PEI 载体复合pDNA 后转染效率都有所提高且细胞毒性下降。PCL,即聚己内酯,是一种疏水性聚合物,可用于包裹疏水性药物。两亲性嵌段共聚物由PEI的氨基和PCL的羧基通过传统的缩合反应得到。核磁共振用来表征共聚物结构。电位计、动态光散射分析器、荧光光度计等用来对共聚物的物理性质进行表征。质子缓冲能力测试用来表征共聚物的内涵体逃逸能力。最后还要测共聚物的载化药和基因的能力,分别用包封率、载药率和凝胶电泳表征。

三、实验目的和意义

用不同分子量的PEI和不同分子量的PCL合成一系列两亲性嵌段共聚物,并通过不同手段测量其物理化学性质、结构特征,进一步衡量其载药性能,选出较优的药物载体。

四、实验内容

  1. PEI-PCL嵌段共聚物的合成

原材料包括分子量为10kDa和25kDa的PEI和分子量为2kDa和10kDa的PCL等。活化的PCL逐滴加入PEI中,在氩气中反应,透析后得到产物。

  1. PEI-PCL嵌段共聚物的表征
  2. 氢谱(1H NMR)

不同分子量的共聚物化学结构能由氢谱得知。

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