纳米磷酸钙/嵌段共聚物复合药物载体的制备、结构调控及其药物缓释性能

本项目拟选择具有良好生物相容性的磷酸钙和两亲性嵌段共聚物的复合体系作为药物载体的构筑材料，采用组装和功能化设计的思路，突破传统药物载体组成、结构或功能单一的局限性，提出具有高比表面积和纳米孔结构的新型有机/无机复合纳米结构药物载体的构建策略，通过精心设计发展具有可调结构的磷酸钙/嵌段共聚物复合纳米结构药物载体的制备新方法，探索纳米结构复合药物载体的尺寸、结构和形貌的调控方法及形成机理。研究纳米结构复合载体应用于药物装载和缓释的关键科学问题，探索纳米结构复合载体对药物的装载和释放的规律和机理，探索药物释放动力学及其机理，寻找提高药物装载量和药物缓释性能的有效途径。在以上基础上，构建具有良好生物相容性、安全性、高药物装载量和良好药物缓释特性的多功能磷酸钙/嵌段共聚物复合纳米药物释放系统，为形成具有我国自主知识产权的新型药物制剂与发展医疗新技术提供科学依据。

纳米科学技术与生物学的有机结合是国际生物医学领域的研究前沿和热点，其中纳米药物释放系统是研究重点之一。传统的给药方式在给药初期药物是爆发性快速释放的，体内组织或血液中的药物浓度较大，甚至超过病人的最高药物耐受剂量，产生严重副作用；而且在人体内的有效药物浓度只能维持较短时间。能够长时间缓慢释放药物的长效药品对疾病治疗具有重要的意义。纳米药物载体材料具有高比表面积，可以有效提高药物装载量和药物缓释性能。人体骨和牙齿中的主要无机成分是磷酸钙，主要以结晶羟基磷灰石的形式存在。因此，磷酸钙类材料具有良好的生物相容性及生物活性，正是构建理想药物载体的最佳选择之一。但是磷酸钙具有多种物相和晶型，因此对磷酸钙纳米材料的结构、尺寸和形貌调控是一个难点和挑战。. 在国家自然科学基金的资助下，通过本项目的实施，以具有良好生物相容性的磷酸钙纳米结构材料及其药物释放体系作为研究课题，发展了几种嵌段共聚物调控制备磷酸钙纳米结构材料的方法，包括室温溶液合成法、水热法和微波辅助快速合成法等，制备了具有高比表面积和多孔/空心结构的磷酸钙纳米结构材料，探索了所制备磷酸钙纳米结构材料的结构、尺寸、形貌和孔径的调控及形成机理。通过稀土离子掺杂赋予磷酸钙纳米结构材料以发光、磁性和生物成像等多功能性。研究了所制备磷酸钙纳米结构材料作为药物载体应用于药物装载和药物缓释所涉及的关键科学问题；探索了提高药物装载量和调控药物释放速率的影响因素。在以上基础上，构建了具有良好生物相容性、高药物装载量、良好药物缓释特性及pH响应药物释放性能的磷酸钙纳米结构药物释放体系，在生物医学领域具有良好的应用前景。另外，将研究工作还扩展到硅酸钙水合物/嵌段共聚物复合纳米材料的制备及其在药物缓释中的应用探索、含磷生物分子作为磷源合成磷酸钙纳米结构材料及其药物缓释应用、新型高柔韧性羟基磷灰石耐火纸、高度有序仿生磷酸钙纳米结构材料等。. 在该项目资助期间，发表标注国家自然科学基金资助的SCI期刊论文61篇，其中影响因子大于3的论文有48篇，期刊包括Chemical Reviews (影响因子IF 46.5), Biomaterials (IF 8.5), Small (IF 8.3), Nanoscale (IF 7.3)等。获得10项中国发明专利授权。. 培养博士研究生5名，硕士研究生1名。