基于新型开环葫芦脲衍生物的药物输送材料

The work applicants plan to do is based on a new type of acyclic cucurbituril derivatives. We will use its great host-guest recognition ability to develop a new series of small molecule drug carriers and biomedical materials to deliver anti-tumor drugs. Taking advantage of acyclic cucurbituril derivatives' easiness to be chemically modified compared to traditional macrocyclic cucurbiturils, we will design molecules, synthesize new compounds and assemble materials. In this way, we will obtain environmental responsive drug carriers and other drug delivery materials including metal-organic framework materails and polymeric materials. These new drug delivery materials will be used to realize the targeting delivery and sustained release of anti-tumor drugs as well as drug delivery with inplantable materials. We will combine organic synthesis, material preparation, cell and animal studies to achieve more applications of cucurbituril type molecules in drug delivery.

申请人计划的工作基于一类新型的开环葫芦脲衍生物。我们将利用其良好的主客体结合特性，开发一系列新型小分子药物载体和医用材料用于抗肿瘤药物的输送。利用其相对传统大环葫芦脲更为出色的可修饰性，进行分子设计、有机合成与材料的组装制备，我们将得到具有环境响应性的药物载体和金属有机框架材料、高分子材料等药物输送材料。我们得到的新型药物输送材料将实现抗肿瘤药物的靶向递药、缓释给药和可植入医用材料递药等目的。我们将结合有机合成、材料制备、细胞与动物实验等手段，来进一步推进葫芦脲类分子在药物输送领域的应用。

主客体化学对于构筑复杂结构和实现仿生功能具有重要意义。然而，在复杂的生理和病理环境中，利用主客体化学构筑超分子载体，实现药物输送应用仍然存在挑战。为此，我们开展了“基于新型开环葫芦脲衍生物的药物输送材料”的研究。我们在刺激反应型开环葫芦脲、开环葫芦脲修饰的高分子材料和超分子纳米载体与药物三个方面展开研究，分别在小分子、高分子和纳米材料三个层面拓展开环葫芦脲的超分子构筑手段与药物输送应用。我们设计与制备了一系列新型超分子结构和材料，取得了五个重要进展，包括：（1）具有酸降解功能的开环葫芦脲衍生物的合成与药物输送应用；（2）开环葫芦脲修饰的高分子材料用于药物输送与可控释放；（3）基于开环葫芦脲的刺激响应性超分子囊泡；（4）超分子囊泡作为模板的纳米海绵的制备与药物输送应用；（5）基于开环葫芦脲的光动力治疗-化疗组合疗法药物。项目负责人在执行期间在Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Commun.、ACS Appl. Mater. Interfaces等期刊上发表研究论文16篇，毕业博士研究生2名、硕士研究生3名，在全国化学生物学学术会议、全国大环化学暨超分子化学会议等会议上报告本项目成果。本项目的工作拓展了开环葫芦脲这一类新型主体分子在复杂结构构筑、生物材料制备等方面的应用，为其医学和药学应用提供了可能。