化学/酶法催化合成手性可降解高分子药物载体材料及其应用研究

人工合成手性聚合物载药体系的手性识别不仅模拟了生物体内分子识别的基本模式，也对药物选择性缓释研究具有重要的理论和实际意义。本项目立足于开发完全无定型的手性聚己内酯衍生物的药物载体材料，拟通过化学/酶法催化合成载药材料并构筑控释体系，通过手性识别的研究得到一种理想的手性选择载药体系。主要研究内容包括：三种载体形式的制备、性能研究和生物学评价；化学/酶法合成不同手性的载药体系以及释药行为研究；弄清载体材料手性和药物手性之间的相互作用关系。本项目的研究将进一步加深可降解材料凝聚态结构和手性对载药体系影响的了解，不仅可以帮助我们解释许多重要的生命过程，手性药物和生物酶的作用机理，而且对于不对称合成、对映体的拆分和检测具有重要的科学意义。

人工合成可降解聚合物以其来源可靠、结构功能可控性强和生物相容性好等优点被广泛应用于药物载体系统和组织工程支架等生物医用材料中。本项目基于聚己内酯及其衍生物合成了一系列具有特殊结构和功能的生物可降解聚合物，并通过自组装、光交联等方法制备了相应的药物载体材料，探索其在药物缓释、刺激相应效应和手性选择等方面的潜在应用。主要研究内容和成果如下：（1）对比了化学/酶法催化体系下4-甲基-ε-己内酯（MeCL）和ε-己内酯（CL）的共聚行为，发现在异辛酸亚锡催化下得到完全无规共聚物为理想共聚，而酶催化下MeCL反应活性略小于CL，不同组分的无规共聚物可制备不同形貌的可用于药物缓释的微球。（2）以mPEG为引发剂合成了不同疏水片段的两亲性共聚物，调控CL与MeCL的组成和序列结构可降低由疏水片段组装成的胶束内核结晶性，提高聚合物胶束的稳定性和对药物的包裹能力，加强药物释放。（3）通过酶催化的手性选择成功制备了不同光学活性的mPEG-PMCL两亲性嵌段共聚物，发现自组装形成胶束的条件、大小和形貌均不受旋光性影响，不同手性内核胶束对模型药物有缓释但没有明显手性选择。（4）结合RAFT和各种端基改性手段，制备了一系列PCL为核的星形两亲性嵌段聚合物， 对R-RAFT聚合动力学的研究从机理上说明此法对聚合物结构的良好可控性，通过引入温度敏感和pH敏感单元、生物素化末端、肉桂酸修饰等手段实现了自组装形成胶束的智能响应性，可作为刺激响应性药物载体的潜在应用。（5）根据PMCL是完全无定形的聚合物并且在较高的分子量下仍保持可以流动的“液态”的特点，在无溶剂条件下原位光交联实现了生物可降解弹性体材料的成型制备（如表面图案化等），该交联网络对模型药物没有突释且释放完全由药物扩散控制，有利于软骨细胞的表形维持且没有细胞毒性。本项目的研究进一步加深了对聚己内酯基高分子材料制备手段和合成机理的认识，加强了对凝聚态结构、刺激响应性和手性对载药体系影响的了解，为可降解高分子药物载体的在生物医用材料中的实际应用提供重要的科学依据。