基于齐墩果酸的药物载体构建及性能研究

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lengxiang520
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齐墩果酸(OA)是一种五环三萜类天然产物抗肿瘤药物,广泛存在于女贞、油橄榄、连翘等木犀科(Oleaceae)植物当中。齐墩果酸具有抗肿瘤、保肝、抗炎等多种药理活性,引起了研究人员极大的重视。齐墩果酸由于水溶性差、毒副作用大、稳定性差等局限性,制约了药效发挥和临床应用。为了克服齐墩果酸存在的不足,实现安全及高效的药物递送,本论文利用天然高分子纤维素衍生物、α-环糊精材料,通过官能团反应、可逆加成断裂链转移自由基聚合反应(RAFT)和开环聚合反应(ROP)等物理化学修饰法,设计并制备了一系列具有良好水溶性、生物相容性和高效抗肿瘤性能的齐墩果酸药物载体系统,包括纳米药物载体和宏观药物载体水凝胶,并对其物理化学性质和抗肿瘤性能进行了研究。本论文的主要研究内容及结论如下:1.为了提高齐墩果酸的水溶性,基于水溶性单臂聚乙二醇偶联齐墩果酸的聚合物纳米药物载体合成及其物理化学性质和抗肿瘤性能研究。采用单臂聚乙二醇偶联齐墩果酸制备m PEG-OA聚合物,通过自组装包裹另一种天然产物抗肿瘤药物10-羟基喜树碱(HCPT)合成m PEG-OA/HCPT NPs。研究表明,纳米粒子显著提高了齐墩果酸的水溶性(1.03 mg/m L),其水溶性是齐墩果酸的572倍。纳米粒子具有均一的粒径大小(164.18±40.12 nm)和较高的载药量(OA:6.18±1.20 wt%,HCPT:14.12±0.73 wt%)。纳米粒子对B16细胞的细胞毒性是齐墩果酸的18.3倍,且具有更强的抗肿瘤活性,实验第20天时B16细胞荷瘤小鼠肿瘤抑制率为82.7%。2.基于高载药量和结构可控的齐墩果酸嵌段聚合物纳米药物载体合成及其物理化学性质和抗肿瘤性能研究。采用RAFT反应对聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)单体进行自由基聚合形成亲水嵌段,然后对齐墩果酸前药单体进行自由基聚合形成两亲性POEGMA-b-POAMA嵌段聚合物。嵌段聚合物通过自组装包裹10-羟基喜树碱,形成了具有高载药量的POEGMA-b-POAMA/HCPT NPs。研究表明,制备得到的POEGMA-b-POAMA嵌段聚合物的数均分子量(Mn)和分子量分布指数(PDI)分别为15230 g/mol和1.19。其中嵌段聚合物和HCPT的质量比为20:10时,纳米粒子具有合适的粒径大小(164.23±4.21 nm)和高载药量(OA:17.35%±0.21 wt%,HCPT:28.33±0.67 wt%)。纳米粒子对4T1细胞和MCF-7细胞的细胞毒性分别是齐墩果酸的39.1倍和22.0倍。此外,纳米粒子有较强的抗肿瘤活性,实验第12天时4T1细胞荷瘤小鼠肿瘤抑制率为64.2%。3.为了提高纳米药物载体的生物相容性,基于羧甲基纤维素(CMC)偶联齐墩果酸的聚合物纳米药物载体合成及其物理化学性质和抗肿瘤性能研究。采用羧甲基纤维素与齐墩果酸偶联制备了CMC-OA聚合物,通过自组装包裹10-羟基喜树碱形成CMC-OA/HCPT NPs。研究表明,纳米粒子具有较小的粒径大小(78.58±8.74 nm)和较高的载药量(OA:20.89±2.96 wt%,HCPT:15.43±0.81 wt%)。纳米粒子对B16细胞的抑制作用是齐墩果酸的19.5倍。同时,纳米粒子具有良好的抗肿瘤效果,实验第20天时B16细胞荷瘤小鼠肿瘤抑制率为84.6%。4.利用羧基化纤维素纳米晶(CCNs)为骨架的接枝聚合物纳米药物载体的合成及其物理化学性质和抗肿瘤性能研究。采用ROP反应将聚乳酸(PLLA)接枝到羧基化纤维素纳米晶合成了系列CC-g-PLLA接枝聚合物,通过自组装包裹齐墩果酸形成CC-g-PLLA/OA NPs。其中以CCNs和L-丙交酯的质量比为1:9时,制备得到DSPLLA为2.03的接枝聚合物,聚合物形成的纳米粒子具有合适的粒径大小(196.82±9.14nm)、较高的载药量(OA:24.76±0.58 wt%)和良好的纳米粒子稳定性。纳米粒子具有显著的体内抗肿瘤作用,实验第12天时4T1细胞荷瘤小鼠肿瘤抑制率为45.6%。5.为了提高肿瘤部位的药物浓度,具有可注射性、靶向性的α-环糊精基超分子水凝胶药物载体的合成及其物理化学性质和抗肿瘤性能研究。采用八臂聚乙二醇(8PEG)偶联齐墩果酸形成OA-8PEG聚合物,然后连接叶酸(FA)形成OA-8PEG-FA,通过自组装包裹10-羟基喜树碱形成纳米粒子。α-环糊精和纳米粒子之间的主客体相互作用形成α-环糊精基超分子水凝胶。研究表明,水凝胶具有多孔结构和剪切力变稀的特性,有利于药物的缓释和可注射给药。水凝胶对4T1细胞和MCF-7细胞的细胞毒性分别是齐墩果酸的29.7倍和23.6倍。水凝胶能够有效抑制肿瘤生长,实验第12天时水凝胶组4T1细胞荷瘤小鼠的肿瘤抑制率为67.7%。本论文设计和构建了多种基于齐墩果酸的药物载体,实现对齐墩果酸的安全和高效地递送,提高了齐墩果酸的抗肿瘤治疗效果,同时为天然产物抗肿瘤药物的开发及利用提供了理论依据。
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