玉米醇溶蛋白修饰改性制备抗癌药物输送系统的研究

Zein, one of the natural and edible biomacromolecules in plant, is renewable, nontoxic, biocompatible, self-assembly, hydrophobic and biodegradable. Recently, study of using Zein as carrier for drug delivery systems (DDS) becomes popular. However, Zein is imperfect in drug loading, encapsulation efficiency, release behavior, target behavior and pharmaceutical activity. In this proposal, targeted physical and chemical methods, i.e. synthesis of folate-Zein, addition of magnetic nanoparticles, soy lecithin and chitosan, are used for the modification of Zein to overcome its shortages, also its physicochemical and biochemical properties are characterized after modification. Typical anti-cancer medicines, i.e., paclitaxel, camptothecin and their ramifications, are selected as model pharmaceuticals, and the efficient preparation methods, i.e. ultrasonic dialysis method, and supercritical anti-solvent coupled with gas anti-solvent process, are established to prepare Zein-DDS. The obtained Zein-DDS performances are evaluated by combining modern characterization techniques with drug release test and cells experiments, and the relationships among DDS preparation process, micro-structures and performances will be put forward and validated to guide the preparation of tailored Zein-DDS. The results are promising for the enhancement of theoretical basis and methods of Zein modification and Zein-DDS preparation.

玉米醇溶蛋白(Zein)具有可再生性、无毒性及良好的生物相容性、自组装性、疏水性和生物可降解等优点，是目前药物载体研究的热点。但Zein在载药量、载药效率、控缓释性、及药物活性靶向性等方面存在缺陷。本项目拟有针对性地通过物理和化学法对Zein进行修饰改性，包括叶酸-Zein合成，引入磁性纳米粒子、大豆卵磷脂和壳聚糖等，以克服其上述缺陷，并研究其修饰改性后的理化和生化性质；以紫杉醇、喜树碱衍生物等为抗癌模型药物，构建超声透析法和SAS+GAS法等高效制备方法制备Zein-DDS；结合现代表征技术和药物释放实验、细胞实验等测试和分析手段，对所制备的Zein-DDS进行性能评价，探索和建立DDS制备过程-微结构-性能关系，以指导性能优异的Zein-DDS的定制。本项目具有很好的前瞻性和创新性，预期研究结果可为Zein修饰改性和抗癌DDS制备提供理论和技术支撑，具有重要的理论意义和应用价值。

玉米醇溶蛋白(Zein)具有可再生性、无毒性及良好的生物相容性、自组装性、疏水性和生物可降解等优点，是目前药物载体研究的热点。但Zein在载药量、载药效率、控缓释性、及药物活性靶向性等方面存在缺陷。本项目针对Zein的上述缺陷，通过物理和化学法对Zein进行了修饰改性，并对Zein-DDS的制备方法进行了创新，项目执行期内，各项工作按计划进行，已按计划完成各项任务，取得了预期进展。.完成的工作主要包括：1）针对Zein的特点，发明了内置超声透析（BUDP）法和SAS+BUDP法等新型高效Zein-DDS制备方法，实现了多种Zein-DDS的设计和定制；2）有针对性地通过物理和化学法对Zein进行了修饰改性，包括叶酸-Zein合成、引入磁性纳米粒子、酪蛋白、卵磷脂和多巴胺等，以克服Zein自身缺陷，并探讨了修饰改性后的理化和生化性质；3）以喜树碱衍生物、吉非替尼、白黎芦醇等为模型药物，高效定制了Zein基DDS，结合现代表征技术和药物释放实验、细胞实验、动物实验等测试和评价手段，对所制备的Zein-DDS进行了较全面的性能评价，并详细探索了DDS制备过程-微结构-性能关系，以指导性能优异的Zein-DDS的定制。.在上述工作的基础，完成的论文、专利和人才培养情况如下：1）在Acta Biomater.、Nanomedicine: NBM、Chem. Eng. J.、Chem. Eng. Sci.、Ind. Eng. Chem. Res.等国内外重要刊物发表（录用）论文19篇（11篇SCI JCR Q1、3篇Q2、3篇Q3）；参加国际国内会议5次（国内会议分会场主题报告1次）；2）申请中国发明专利10件，其中4件已获授权；3）项目执行期间，共有2名博士后、4名博士生、11名硕士生参与研究工作，其中1名博士后顺利出站并留校工作，3名博士生和8名硕士生顺利毕业；1名博士生获得国家留学基金资助，2016年11月赴英国伯明翰大学联合培养1年；1名博士生毕业后进入上市公司康芝药业博士后工作站，合作推进项目相关成果的工业化。.本项目具有前瞻性和创新性，研究结果可为Zein修饰改性和Zein基DDS制备提供理论和技术支撑，具有较好的理论意义和应用价值。