羧甲基壳聚糖自支撑体系构建与组装机理研究

Targeted drug is of great significance to prevent and treatment high incidence of breast cancer disease in China. As targeted drug carriers, supramolecular assembly structure may enhance the efficacy of the drug and reduce the side effects. Assembly structure for drug loading and release have a decisive influence, but the mechanism is unknown. Resulting in not effectively control in the repeatability and uniformity of self-assembled structures, and controlled release drug behavior is difficult to predict, which restricts clinical application and promotion of the targeted technology. Our previous study on the self-assembly of chitosan found and confirmed linear assembly mechanism. The effects of porous silica - chitosan drug carrier on model drug encapsulation efficiency and sustained release behavior were investigated, too. This project proposed a model drug freestanding system loaded genistein, with carboxymethyl chitosan-calcium "telechelic" structure by molecular self-assembly and biomimetic synthesis method. QCM, AFM will be used to monitor the real-time structural changes, and the domain mechanical properties will be revealed with micro-mechanics mapping. The results will reveal a freestanding system interaction mechanism of weak interaction and possible microscopic structures. This study will provide new ideas and new materials for breast cancer prevention.

靶向药物对防治我国高发性乳腺癌疾病具有重要意义。超分子组装结构作为靶向药物的载体可以增强药物的疗效，减小副作用。组装体结构对于药物负载和释放具有决定性的影响，但形成机制不详。由此导致不能有效控制自组装结构的重复性和均匀性，药物的控缓释行为也难以预测，制约了靶向技术的临床应用和推广。我们前期对壳聚糖自组装结构的研究发现和证实了壳聚糖的线性组装机制，考察了多孔二氧化硅-壳聚糖药物载体对模型药物的包封率和缓释行为。本课题拟利用分子自组装和仿生合成方法制备负载模型药物三羟基异黄酮、具有“遥爪”结构的羧甲基壳聚糖-碳酸钙自支撑体系，应用QCM、AFM等技术实时监测结构变化，微观力学谱测试力学性能，揭示自支撑体系中非健力的相互作用机理和可能的微观结构。该项研究将为乳腺癌的防治提供新思路和新材料。

靶向药物对防治高发性乳腺癌疾病具有重要意义。超分子组装结构作为靶向药物的载体可以增强药物的疗效，减小副作用。组装体结构对于药物负载和释放具有决定性的影响，但形成机制不详。由此导致不能有效控制自组装结构的重复性和均匀性，药物的控缓释行为也难以预测，制约了靶向技术的临床应用和推广。我们前期的研究发现和证实了壳聚糖的线性组装机制。本课题拟通过分子自组装和仿生合成方法制备负载模型药物三羟基异黄酮、具有“遥爪”结构的羧甲基壳聚糖-碳酸钙自支撑体系，应用QCM、AFM等技术从实时监测结构变化，微观力学谱测试力学性能，研究自支撑体系的形成机制、证明我们推测的假说。并通过体外细胞实验验证体系抑制乳腺癌肿瘤细胞增殖作用的效果。. 本项目成功制备出低分子量羧甲基壳聚糖，分子量从5.5E3左右到38E4不等；自组装生成双电层结构，通过扫描电镜和透射电镜观察微囊形态呈球形，表面形貌良好；考察分子量，离子强度，反应时间对体系的影响。另外，通过负载三羟基异黄酮到微囊，发现负载药物对微囊形态几乎没有影响；通过一系列生物实验，考察纳米粒子对肿瘤细胞的作用，发现载药纳米粒子具有pH刺激响应性、电荷逆转特性，氧化还原响应性，在宫颈癌Hela癌细胞环境中药物释放量较大，而在正常体液环境中药物释放量较小，这种特性不仅可以减小药物在人体循环中的损失，还可使药物在病灶部位有效释放，该项研究为乳腺癌的防治提供l了新思路和新材料。