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聚合物纳米粒子本身相对于其他材料具有很多明显优点,其中最显著的优点是可控性,它的尺寸和结构可以人为控制和调整,同时它的制备方法简单易操作。这种种优点使得聚合物纳米粒子在生物医药领域有着巨大的应用前景,在近年来的抗肿瘤研究中占有重要地位。在本论文工作中,技术先进且成熟的可控/活性自由基聚合,Diels-Alder反应等技术被用以制备两亲性嵌段聚合物,并选择合适的方法制备载药聚合物纳米粒子。此外,为了增强聚合物纳米粒子的抗肿瘤效果,达到协同抗癌的效果,聚合物纳米粒子中同时了负载光热抗癌药物与化疗药物。由于近红外光(NIR)在光控释放药物领域有着巨大的潜在应用前景,同时它对正常组织无损害并且组织穿透深度较其他光更深。本课题工作中近红外光被选作为光照光源,近红外染料吲哚菁绿(ICG)和化疗药物阿霉素(DOX),以Diels-Alder反应作为中间媒介共同构建出一种通过近红外光控的纳米粒子载药系统,即通过近红外光的照射使吲哚菁绿将光能转化为热能杀死癌细胞的同时使得retro-Diels-Alder反应进行从而使聚合物纳米粒子的框架结构松散进而释放化疗药物,达到热疗和化疗协同抗癌的作用。具体说来,本论文课题工作主要包括以下三个方面:1、两亲性嵌段聚合物的设计与制备。首先,通过对Diels-Alder反应进行筛选,选择含呋喃基团化合物和N-辛基马来酰亚胺作为Diels-Alder反应的原料。然后选用寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)通过可逆加成-断裂转移(RAFT)法聚合至一定聚合度,作为两亲性嵌段聚合物的亲水段,将含呋喃基团的小分子作为疏水段单体,以聚合而成的亲水段POEGMA作为大分子引发剂,同样通过RAFT聚合法嵌段合成三组不同亲疏水比例的嵌段聚合物。最后,将N-辛基马来酰亚胺通过Diels-Alder反应后修饰键接到嵌段聚合物主链上。2、聚合物纳米粒子的制备及载药表征。通过闪沉的方法将两亲性嵌段聚合物制备为聚合物纳米粒子,通过透射电镜(TEM)、动态光散射(DLS)和临界胶束浓度(CMC)等一系列表征确定聚合物纳米粒子的基本性质,由测得的数据从不同亲疏水比例的三组嵌段聚合物中选择参数最为适合的一组进行后续的载药,测定载药率及包封率等工作。聚合物纳米粒子的药物释放在恒温恒湿箱中利用近红外光照通过透析袋方法测定。3、载药纳米粒子的抗肿瘤效果表征及其在细胞中的分布。载药纳米粒子的抗肿瘤效果我们在细胞层面上进行了测定,利用细胞毒性实验及共聚焦显微镜观察载药纳米粒子进细胞情况和细胞内分布综合评价载药纳米粒子的抗肿瘤效果。细胞毒性实验中我们选用人类子宫颈肿瘤细胞(Hela)作为实验对象,未载药纳米粒子作为对照组实验,载不同药物量的纳米粒子作为实验组。对照组实验结果表明,聚合物本身对肿瘤细胞无毒性,即使在纳米粒子浓度高达120 μg/ml。实验组结果表明,当载药纳米粒子载10μg/ml ICG和5 μg/ml DOX时,在近红外光照下可以杀死75%以上的肿瘤细胞。载药纳米粒子和Hela细胞共培养一定时间并用近红外光照后在共聚焦显微镜(CLSM)下可以看出,ICG则主要分布在细胞质中,DOX从纳米粒子中释放出来成功通过核膜进入细胞核,起到杀死癌细胞的作用。