可生物降解超分子准聚轮烷及其自组装

本项目拟采用体内安全性好的环糊精和疏水性聚酯如PCL、PLLA（聚-L-乳酸）、PDLA（聚-D-乳酸）、PDLLA（聚-DL-乳酸）、PLLA-PDLA嵌段共聚物、PLLA/PDLA立体复合物以及它们与PEG的共聚物等为材料，详细考察环糊精对疏水性聚酯的主客包结和两亲性超分子准聚轮烷自组装成胶束两个过程。通过亲水性环糊精对疏水性聚酯链的部分包结获得两亲性超分子准聚轮烷，通过弱化两亲性超分子准聚轮烷结构中环糊精分子之间的氢键相互作用抑制超分子准聚轮烷聚集体的生成，为其自组装创造适宜的环境条件，为发展高效简便批量制备可生物降解超分子聚合物胶束新方法提供理论支持与实验依据。本项目还将揭示超分子准聚轮烷胶束包覆药物的机理，为调控其释药行为提供理论指导，并阐明超分子准聚轮烷可以胶束形式用于药物控制释放系统的基本原理。

本项目主要研究采用主-客及亲-疏水这两种非共价键弱的相互作用一步法构建超分子聚合物胶束(SMPMs，supramolecular polymer micelles)，整个过程没有多步繁杂的化学合成。本项目以生物可降解的环糊精（CD，cyclodextrin）为主体分子、生物可降解的合成聚酯和甲基纤维素等为客体分子，并通过加入尿素和硫脲或者通过修饰CD等方式削弱和破坏CD分子之间的氢键相互作用，防止结晶性准聚轮烷的生成，使得SMPMs收率明显提高。SMPMs 的结构和形态学经1HNMR, 1H-1H gcosy, XRD, IR, UV, fluorescence 以及TEM等多种方法进行了充分地表征。本项目执行过程中重点研究内容包括：聚酯共混物及共聚物/ alpha-CD超分子聚合物胶束、A-B-A三嵌段PCL/alpha-CD超分子聚合物胶束、聚碳酸酯/alpha-CD超分子聚合物胶束、甲基纤维素（MC）/beta-CD超分子聚合物胶束、载有维生素C-6-聚（epsilon-己内酯）的PCL/beta-CD超分子聚合物胶束以及D-葡萄糖引发的己内酯开环聚合反应等。MC/beta-CD超分子聚合物胶束的亲水外壳由beta-CD/MC包结物或马来酸酐修饰的beta-CD（MAh-beta-CD）/MC包结物组成，而疏水性的内核却由通常被认为是亲水性的MC组成。MC/beta-CD超分子聚合物胶束是第一例亲水性组分和疏水性组分均源于天然高分子的超分子聚合物胶束,其粒径为25±5纳米，载药率高，持续释药长达700小时。同时，亲水性的维生素C引发己内酯开环聚合后得到疏水性的维生素C-6-聚（epsilon-己内酯）可以从PCL/beta-CD超分子聚合物胶束中被持续地释放出来，该系统可望用于提高诱导多能干细胞（induced pluripotent stem (iPS) cells）的生成效率。