基于生物大分子组装的纳米载体及其药物传输系统的研究

高分子纳米载体及其给药系统的构建是材料科学和医药领域的重要课题，开展这方面的研究对于理解与控制纳米材料与生命体的相互作用，提高人类治疗和预防疾病的水平具有重要意义。本项目拟针对抗肿瘤药物传输方面存在的屏障，通过组装方法的拓展构建基于天然生物大分子的非球型纳米载体、硼中子俘获疗法用的含硼高分子纳米载体及含功能材料的载药高分子纳米微粒。通过研究这些纳米载体与药物及生命体的相互作用，构建生物大分子纳米给药系统；通过集成抗肿瘤药物及外场（中子及近红外照射）的双重作用，探索药物传输的新规律，寻找光热与药物、粒子射线与药物、光热与粒子射线的协同效应，发展突破药物传输屏障的新方法，推进高分子纳米给药系统及其在肿瘤治疗方面的基础研究。

本项目在执行期间主要开展了以生物大分子为构筑基元的生物相容纳米载体的组装、具有肿瘤靶向功能的大分子药物传输系统及有机/无机复合的诊断及多模态纳米治疗系统；在载体的构建方面，进一步拓展了自主发展的用于生物大分子组装的“大分子/单体对”方法及概念，并用该方法组装了一系列从球形到非球形的生物大分子纳米载体，从单层膜到多层膜，从粒径几百纳米到几十微米的高分子囊泡，揭示了这些组装体的形成机制；在纳米给药系统方面，发展了基于硼酸靶向基团的大分子药物传输系统，显著提高了药物的靶向性及载体在肿瘤组织的滞留时间，使得药物在肿瘤的累积量突破了每克肿瘤10%注射剂量的瓶颈，并取得了优越的体内抗肿瘤活性；通过在载体表面嫁接多肽等活性基团，调控了肿瘤的血管，充分改善了高分子纳米载体在肿瘤组织的渗透性，发现了牛奶蛋白纳米载体具有不寻常的非能量依赖的细胞穿膜能力和较好的肿瘤组织穿透性；为了进一步改善纳米药物在肿瘤组织难以渗透的缺点，合成了一系列小尺寸的高分子纳米载体，包括星形高分子、树枝状高分子药物和聚轮烷药物，体内外研究发现这些纳米载体或大分子药物具有几个纳米的尺寸大小，同时具有突出的肿瘤组织穿透性和优越的抗肿瘤效果；设计了一种跨组织的药物传输系统用于肿瘤的周边化疗；在多模态纳米治疗系统方面构建了化疗与热疗，光动力学疗法与热疗的二模态纳米治疗系统，取得了较好的协同效应；发展了基于大分子和纳米载体的肿瘤乏氧显像探针，提高了探针的灵敏性和专一性。2011年以来，共发表SCI收录论文53篇，包括1篇Nat. Commun., 1篇J. Am. Chem. Soc., 1篇Angew.Chem.Int.Ed., 1篇ACS Nano。2011年以来发表的论文共被引用500余次。获2013年度“中国化学会高分子科学创新论文奖”。获国家发明专利授权4项。