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基于多柔比星的智能响应性聚合物—药物结合物用于联合抗肿瘤研究

发布时间:2020-10-16 10:06
   癌症作为世界上最致命的疾病之一,仍然是威胁人类健康的严重问题。目前肿瘤的治疗方法主要是手术治疗、放射治疗和药物治疗,药物治疗仍旧发挥着相当大作用。但是肿瘤患者在使用药物时往往由于化疗单一用药容易导致耐药性的产生,治疗作用大大降低。联合治疗正在逐渐变成治疗癌症的一种有效的新手段。光动力治疗(PDT)起源于1900年德国Raab首次发现光和光敏剂的结合能够产生细胞毒性效应,后来经过数十年发展,PDT成为治疗非小细胞肺癌和食管癌非常有效的治疗手段。为了减少耐药性的产生,多种化疗药物联合或化疗药物与光敏剂共递送以抑制不同代谢途径从而增加对癌细胞的杀灭作用。然而,化疗药物的快速清除和非特异性分布严重降低化疗的有效性,不可避免地造成全身毒性。光敏剂也存在着低水溶性和靶向性以及稳定性差的问题。为了最大限度地提高联合治疗效果,并减少其对正常组织的毒性,将药物共价接枝到大分子聚合物上形成聚合物-药物结合物是一种很有前景的研究方向。通过对以前工作的调研,我们选择了紫杉醇类抗肿瘤药物多西他赛(docetaxel,DTX)、蒽环类抗肿瘤药多柔比星(doxorubicin,DOX)和第二代光敏剂二氢卟吩e6(chlorin e6,Ce6)作为模型药物,形成肿瘤微环境响应性聚合物-药物结合物用于联合抗肿瘤研究。研究包含两方面内容:(1)以对肿瘤还原微环境响应的二硫键作桥梁,将两种不同的化疗药物分别共价结合到两亲性嵌段共聚物上,在水中自组装形成混合胶束,实现化疗联合用药;(2)引入肿瘤pH响应的腙键,将化疗药物与光敏剂共同接枝到具有靶向性的生物相容性良好的聚合物上形成纳米粒,实现化疗与光动治疗联合应用。具体研究内容与方法如下:1.肿瘤还原微环境响应性聚合物-药物混合胶束用于联合用药抗肿瘤研究DTX是一种高效抗肿瘤药物,经FDA批准,可以用于多种肿瘤的治疗。DTX水溶性较差,临床上多利用吐温-80增溶,而吐温-80在I期临床试验中会导致严重的超敏反应和神经毒性。此外DTX容易引起中性粒细胞减少症等免疫系统的毒性,给患者的身心造成很大的损害,限制了它在临床上的应用。DOX是乳腺癌化疗中最常用的药物之一,其作用机理主要是DOX的糖苷配基嵌入DNA,抑制DNA、RNA的合成。DOX在临床应用时也存在着严重的骨髓抑制和心脏毒性等毒副作用。为了解决化疗药的难溶性和系统性毒性等问题,我们设计合成了一种两亲性嵌段共聚物mPEG2k-PCL2k-SS-COOH,通过将两种药物DOX和DTX分别结合到共聚物上,形成mPEG2k-PCL2k-SS-DOX及mPEG2k-PCL2k-SS-DTX结合物。通过核磁共振氢谱(1H-NMR)及傅里叶红外光谱(FT-IR)证明产物合成成功。采用透析法制备了混合胶束mPEG-PCL-SS-DOX/mPEG-PCL-SS-DTX(摩尔比=1:1);采用芘探针法测定混合胶束临界胶束浓度(CMC),为1.8×10-4 mM;通过TEM观察评价混合胶束呈现球形,形态分散性较好,DLS测定粒径大小约223.7 nm;采用动态膜透析法考察混合胶束的体外释药行为,结果证明该制剂缓释效果明显,且具有还原敏感性。溶血试验表明混合胶束生物相容性良好,体外细胞吸收和细胞毒性试验表明,混合胶束能有效地积累在MCF-7细胞中,抑制肿瘤细胞的生长。因此,我们设计的由聚合物-药物自组装形成的氧化还原敏感混合胶束可作为一种有前景的药物共递送系统用于癌症治疗。2.肿瘤pH响应性聚合物-药物纳米粒用于化疗-光动联合抗肿瘤研究Ce6已被FDA批准可用于临床光动力诊断。其经光照射后的单线态氧产率高,且具有对肿瘤杀伤力强、体内清除速度快、毒副作用小等特点。然而,Ce6对肿瘤组织的特异性识别能力差,疏水性较强影响其在生理介质中的分散性,造成团聚,降低ROS的产率,限制其在临床上的应用。透明质酸是一种线性大分子黏多糖,具有良好的生物相容性和亲水性,它可以与肿瘤细胞表面过量表达的CD44受体结合增强制剂的入胞能力。我们以其为载体材料构建肿瘤靶向药物传递系统,引入pH敏感键,将DOX与Ce6共同接枝到HA上形成HA-DOX-Ce6(HDC)结合物,1H-NMR和FT-IR表明结合物合成成功,通过直接溶解法制备了 HDC纳米粒,TEM和DLS结果显示HDC纳米粒具有良好的球形结构,分散性较好,粒径为152.8 nm。体外释放实验说明HDC纳米粒具有pH敏感释药的特性。体外光动实验表明与Ce6原料药相比,HDC纳米粒具有更强的单线态氧产生能力,细胞内的ROS检测实验中HDC纳米粒在激光照射下的荧光最强再一次证实了此结论。HDC纳米粒由于具有靶向性,入胞能力得到显著提高,体外细胞毒性试验和体内药效实验表明由于HDC纳米粒将化疗与光动治疗联合应用,具有最强的肿瘤杀伤能力。体内分布实验向我们展示了HDC纳米粒有较好的靶向能力和荧光成像能力。我们合成的HDC纳米粒具有pH响应、靶向递送、近红外荧光成像和化疗-光动联合治疗能力,为多功能的化疗-光动联合治疗的研究提供更多的可能性。综上所述,我们对肿瘤微环境智能响应性聚合物-药物结合物用于联合抗肿瘤进行了详细研究,结果显示化疗药联合治疗和化疗-光动联合治疗均能起到有效的抗肿瘤作用,通过形成聚合物-药物混合胶束和聚合物-药物纳米粒,提高了疏水性药物的溶解,减少了系统性毒性,利用EPR效应和主动靶向能力增强治疗效果,为聚合物-药物结合物在生物领域的应用提供了更多的可能性。
【学位单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2019
【中图分类】:R943
【部分图文】:

示意图,两亲性聚合物,混合胶束,化疗药


它们除了杀死肿瘤细胞外,还会杀死正常细胞,造成全身毒性。化疗药的水溶??性差和肾清除速度快也让其在临床应用中受到限制。针对以上问题,我们设计??了一个还原敏感混合胶束体系,如图1-2所示,由两亲性聚合物前药自组装形??14??

曲线,精密度,标准曲线,精密度试验


2.2.2建立标准曲线??以DTX吸光度J为纵坐标,浓度c/〇ig?ml/1)为横坐标,建立标准曲线如表??2-1、图2-7所示,得到标准曲线方程是J=0.0196?c+0.0096,7?2=0.9993,表明??标准曲线在范围10.0-40.0?pgmL—1内线性良好。??表2-1?DTX的标准曲线测定结果??Table?2-1?The?standard?curve?measurement?result?of?DTX?(实验记录本??0003357-p7)??c/〇g?mU1)?10.00?15.00?20.00?30.00?40.00??A?0.204?0.313?0.394?0.599?0.796??0.8??o?Z??|??|°-4??0.2/^??10?20?30?40??C?(pg?mL-1)??图2-7?DTX的标准曲线??Fig.?2-7?The?standard?curve?of?DTX?(实验记录本?0003357-p7)??2.2.3日内、日间精密度试验??如表2-2所示,DTX标准储备液低、中、高三种浓度的日内、日间精密度??RSD值均<2%,精密度良好,符合测定要求。??表2-2?DTX的日内、日间精密度结果??Table?2-2?The?intraday?and?interday?precision?results?of?DTX?(实验记录本?0003357-??p9)??c/(ng?mL"1)????A?Mean土SD?RSD%?A?Mean士SD?RSD%??30??

标准曲线,曲线,检测波长,标准曲线


2.3?mPEG2k-PCL2k-SS-DOX?中?DOX?的含置测定??2.3.1检测波长的确定??紫外扫描的结果见图2-8,当DOX.HC1和mPEG2k-PCL2k-SS-DOX在乙腈??溶液中,在480?nm处有最大吸收,mPEG2k-PCL2k-SS-COOH在此波长处不存在??吸收,不干扰DOX的测定,故确定检测波长为480?nm。??.?—DOXHCI??〇?1-2?'?—mPEG-PCL-SS-DOX??〇?—mPEG-PCL-SS-COOH??S?0.8-??—??I?.?I?.?I?.?I?.??360?480?600?720??入(nm)??图?2-8?DOX.HCl,?mPEG2k-PCL2k-SS-CO〇H?和?mPEG2k-PCL2k-SS-DOX?紫外??光谱??Fig.?2-8?The?UV?spectra?of?DOX.HCl,mPEG2k-PCL2k-SS-COOH?and?mPEG2k-??PCL2k-SS-DOX?(实验记录本?0003357-pl?1)??2.3.2建立标准曲线??以DOX.HC1吸光度j为纵坐标,浓度c/〇ig?mU1)为横坐标,建立标准曲线??如表2-4、图2-9所示
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本文编号:2843111

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