纳米载药系统以高分子本身或其聚集体作为载体,将药物或其他小分子通过物理或化学的手段分散、包裹、吸附于尺寸小于1μm的载体中。因为具有与之相配的尺寸效应,载药纳米粒子比起单独的小分子药物容易富集于肿瘤区域,从而能够有效地提高疗效,而且它可以改变药物在体内的分布和代谢情况从而减少了抗癌药物的毒副作用。尽管纳米载药系统具有以上优点,但是它在临床上的表现仍不达到人们的预期。近年来更多的研究转向了新的载药材料、多功能材料的研发以及纳米粒子的物理化学性质对其在细胞、生物体内表现的影响。载药聚合物胶束的物理化学性质,例如尺寸、化学组成、表面化学和稳定性等是其在生物体内的表现以及药物传输的表现的决定性因素。研究并理解这些物理化学性质对胶束在其生物学效应上的影响可以为人们设计在肿瘤治疗的应用上具有潜力的聚合物胶束提供更多的机会。α-环糊精聚轮烷由于其具有独特的超分子结构和良好的生物相容性,近年来被大量地作为新型的药物传输系统进行了研究。α-环糊精聚轮烷主要是由α-环糊精或改性的α-环糊精与聚乙二醇(PEG)通过自组装组成的,因此它对生物体的毒副作用较小,使其可以应用于药物传输。同时α-环糊精带有许多羟基,这使它十分易于进行化学修饰,这可以为聚轮烷引入其他的功能基团,因此在药物传输领域有很好的应用潜力。电中性的两性离子材料是一类在结构中同时拥有阳离子和阴离子的生物相容性材料。这类材料可以有效防止血浆中蛋白的吸附;在不使酶失去生物活性的情况下增强其稳定性;在血液循环中并不引起免疫反应。这些独特的性质给两性离子材料带来的极好的生物应用前景。围绕上述主要内容,本论文分别研究了原卟啉-聚己内酯-聚乙二醇两亲性嵌段聚合物(PP-PCL-PEG)胶束尺寸对其生物学效应的影响,及将以α-环糊精聚轮烷为核的两性离子嵌段聚合物应用于药物传输系统,,对其血液循环时间、组织分布和代谢以及在肿瘤中的渗透与扩散等体内行为进行了系统研究。具体内容如下:(1)以原卟啉为核利用开环聚合及酯化反应,制备了嵌段聚合物PP-PCL-PEG,并利用它制备了一系列不同尺寸(40nm、70nm、100nm和130nm)负载有阿霉素(DOX)的PP-PCL-PEG嵌段聚合物胶束。聚合物中原卟啉的部分提高了胶束的稳定性以及为胶束提供了发光的能力,而这种发光能力可以被荧光成像用于细胞对胶束摄取的研究。4种不同的胶束在药物释放方面均具有缓释的特性,同时在体外细胞试验中载药胶束显示出比裸药阿霉素稍低的细胞毒性。我们同时利用近红外荧光成像及对DOX体内分布的分析来评估胶束在荷瘤鼠体内的分布,4种载药胶束都可以有效地改善DOX在小鼠体内的分布情况,而且从小鼠体内的抑瘤试验可以看出负载DOX的胶束比裸药阿霉素有更好的抗肿瘤性能以及对动物体的低毒性。同时一系列的体内、体外实验都说明了胶束的尺寸会在很大程度上影响到胶束的细胞摄取、生物分布以及抗肿瘤效果。(2)利用α-环糊精和聚乙二醇通过疏水作用形成准聚轮烷,然后用N-苄氧甲酰苯丙氨酸作为封端试剂,通过与聚乙二醇的端基氨基进行酰胺化来达到封端的目的。然后用2-溴异丁酰溴与聚轮烷上的羟基反应,而后在聚轮烷表面利用原子转移自由基聚合的方法(ATRP)聚合了甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)及甲基丙烯酸乙酯基二甲基甜菜碱叔丁酯(CB-tBu),脱去叔丁基得到了 α-环糊精聚轮烷为核心的嵌段聚合物聚轮烷-聚甲基丙烯酸羟乙酯-聚甲基丙烯酸乙酯基二甲基甜菜碱(PR-PHEMA-PCB)。用核磁共振1H NMR和凝胶渗透色谱仪GPC对合成的聚轮烷及嵌段聚合物进行了表征。(3)利用丁二酸酐对紫杉醇进行了修饰,修饰过的紫杉醇与之前合成的PR-PHEMA-PCB-tBu的羟基侧基进行酯化反应,脱去叔丁基后得到了水溶性载药两性离子嵌段聚合物PR-PHEMA(PTX)-PCB。由高分辨透射电镜测得其直径为3.5nm左右。在体外细胞试验中PR-PHEMA(PTX)-PCB显示出比Taxol稍低的细胞毒性。我们同时利用PR-PHEMA(PTX)-PCB在3D细胞以及肿瘤组织中的渗透的实验证明了 PR-PHEMA(PTX)-PCB具有良好的肿瘤渗透能力。近红外荧光成像对PR-PHEMA(PTX)-PCB体内分布进行了定性以及定量的分析来评估胶束在荷瘤鼠体内的分布,PR-PHEMA(PTX)-PCB可以有效地富集在荷瘤鼠的肿瘤部位;而且从荷瘤鼠体内的抑瘤试验可以看出PR-PHEMA(PTX)-PCB比Taxol有更好的抗肿瘤性能。