光敏感聚合物载体的设计、合成及其对脂溶性药物的包载和光控制的药物释放

Due to selective controlled release of drugs, intelligent drug delivery system have been proved to enhance the drug effectiveness and reduce the side effect, and has become one of the important reseach areas. In this proposal, we intend to design and synthesiz two photocontrollable drug release systems. 1) we will synthesize crosslinked biblock copolymers with photolabile crosslinker and form more stable drug encapsulated micelles with these polymer. 2)we will synthesize photosensitive polymeric nanoparticles with photolabile monomers. For both systems, we will study the degree of crosslinking, molecular weight,size of micelles or nanoparticle under different synthetic conditions, and their effect on drug encapsulation and phototriggered releasing efficiency. Through these studies, we hope to find several candidates with high stability and phototriggered releasing efficiency. Further, nanoparticles with encapsulated drugs will be evaluated in cells and their photocontrol of drug release will be demonstrated. This study will provide promising information to further extend its application of controlled release in model animal.

可控制的给药系统因其可选择性的控制药物的输送和释放，可提高药物分子的利用效率和降低药物潜在的副作用，一直以来是药物输送领域的重要的研究方向。本申请将从两方面合成并构建光调控的聚合物药物载体。1）利用光活性交联剂在双亲高分子的亲油端构建网状结构形成交联聚合物。其将可能形成更稳定的药物包载胶束；2）光活性的单体通过乳液聚合构建药物包载微粒。研究各种条件下光活性聚合物的交联程度、分子量、光活性聚合物形成药物载体胶束或微粒的大小等各种因素与药物包载量和药物光控释放效率之间的构效关系。通过上述系统研究，我们期望发现聚合物、药物载体和光照药物释放效率之间的规律，并不断优化这类光活性药物载体。我们将试验某些药物分子（如阿霉素、紫杉醇等）在上述光活性高分子聚合物中的包载并研究它们在细胞中药物释放的光学调控，并有望进一步研究它们在动物模型中药物分子的可控释放。

智能型药物载体因其能够在外界因素作用下选择性地释放药物，可提高药物分子的充分利用，降低其系统性毒副作用。同时在药物达到靶细胞后，药物载体的稳定性大大降低，引起药物分子的有效释放，迅速达到药效浓度。而光作为一种外源激活手段可实现对药物在时空上的选择性释放。在本项目支持下，开展了以下几个方面的研究：1）合成了三种不同类型光敏感基团的甲基丙烯酸酯的单体，系统地研究了各种条件下纳米微球的制备和药物包载，并通过乳液聚合包载姜黄素和-拉帕醌药物分子，实现其光响应的药物释放。2）构建单齿和三齿的光敏感PEG化药物载体材料，通过分子自组装构建不同形貌的纳米材料，实现对核酸药物的包载和细胞中光响应的药物释放。3）构建了维生素E修饰的小分子量聚乙二胺（PEI1.8k），系统研究了不同数目维生素E修饰聚乙二胺对核酸药物的包载的能力，以及在不同细胞水平上和动物水平上的毒性及核酸递送，特别是针对肝和肺的核酸递送。4）开展了纳米探针表面的功能化修饰，引入具有不同拉曼发射信号的分子，构建多色的拉曼纳米SERS探针，实现表面的不同核酸适配体的标记，并可对特定肿瘤细胞以及组织进行特异性识别和检测。上述研究取得了一定的研究成果，部分结果在包括Macrobiomolecules, Anal. Chem., Sci. Rep., Chem. Eur. J., J. Mater. Chem B.等杂志上发表论文16篇，申请或授权中国专利3项。