论文部分内容阅读
白桦脂酸(BA)是一种从植物中提取的五环三萜类化合物。从1995年至今人们发现BA对多种肿瘤细胞均具有良好的药效。然而,BA在临床使用中却存在很多问题,如,水溶性差、血液循环时间短、缺乏靶向性并且存在一定的毒副作用,这些缺陷严重制约了其在临床上的应用。为了改善BA所存在的问题,有效地实现BA持续及靶向释放。本论文设计、制备了一系列的BA前体药物及纳米药物载体,并详细评价了其性能。首先,采用多臂聚乙二醇和羧甲基纤维素偶联BA制备水溶性前体药物,并在此基础上引入靶向分子设计制备成纳米载药粒子。此外,开发了新型载体材料纤维素-聚左旋乳酸接枝共聚物、牛血清白蛋白-聚左旋乳酸偶联物和人参皂苷Rb1,进一步制备成BA纳米载药粒子,并对其药效进行探讨。论文具体开展的工作如下：1.采用多臂聚乙二醇(multiarm-PEG)偶联BA制备水溶性前体药物,并在此基础上引入靶向分子自组装成纳米载药粒子,对纳米粒子的物化性质及药学性质进行了评价。将BA与multiarm-PEG化学连接,制备出具有良好水溶性的BA前体药物,研究了分子量和官能团数量对药效的影响。为了进一步实现靶向性、延长血药循环半衰期,在得到大分子前体药物multiarm-PEG-BA的基础上,再引入叶酸(F)作为靶向分子,然后通过纳米沉淀法,自组装包裹另一种抗癌药物10-羟基喜树碱(HCPT)。结果表明,作为前体药物40 kDa分子量的八臂PEG偶联BA表现出更好的药学性质,更适合作为BA前体药物载体；靶向纳米粒子(F-8arm-PEG-BA/HCPT NPs)与该前体药物相比具有更好的靶向性、较长的血药循环半衰期,并实现了BA和HCPT的协同作用,显著提高了BA和HCPT的体内外抗肿瘤效果,作为一种具有主动靶向性的BA纳米药物载体在癌症治疗方面是极具潜力的。2.利用羧甲基纤维素作为骨架材料,制备具有靶向性的BA纳米共同递送系统,并对其抗肿瘤效果进行评价。成功的将靶向分子叶酸、药物分子BA连接到羧甲基纤维素上,开发出具有多功能的两亲性叶酸-白桦脂酸-羧甲基纤维素前体药物(FPCB),随后通过纳米沉淀法,使两亲性分子自组装包裹另一种抗癌药物HCPT。结果表明,得到的纳米粒子(FPCB/HCPT NPs)具有适宜的粒径尺寸(-180 nln)、较高的载药量(～23 wt% BA;～21 wt% HCPT)、缓慢的药物释放速率、较长的血药循环半衰期(BA的6.4倍；HCPT的6.0倍),并实现了BA和HCPT的协同作用。具有靶向的FPCB/HCPT NPs能够被肿瘤细胞快速吸收,在体外、体内抗肿瘤效果中均表现出良好的药效及较低的毒副作用。该纳米递送系统作为BA载体在癌症治疗方面具有较好的应用前景。3.开发了新型药物载体材料纤维素-聚左旋乳酸接枝共聚物(CE-g-PLLA),对该材料载药BA前后的物化性质和抗肿瘤效果进行评价。从纤维素高值化利用及生物相容性角度出发,采用开环聚合的方法将聚左旋乳酸(PLLA)接枝共聚到纤维素主链官能团上,并通过调整PLLA侧链聚合度,实现聚合物降解性以及纳米粒子粒径可控。随后利用CE-g-PLLA包裹BA形成纳米颗粒(CE-g-PLLA/BA NPs)。载药前后的纳米粒子均具有良好的球形及较均匀的粒径(100～170 nm)可实现BA的缓释。体外细胞毒性显示CE-g-PLLA具有良好的生物相容性,且CE-g-PLLA/BA NPs与纯BA相比,表现出更好的抗肿瘤活性。在体内药效研究中,CE-g-PLLA/BA NPs显示出较好的药效和很低的毒副作用,说明CE-g-PLLA是一种潜在有效的BA纳米药物载体。4.合成了新型BA载体材料牛血清白蛋白-聚左旋乳酸偶联物(BSA-PLLA),对该材料载药前后的物化性质和抗肿瘤效果进行了评价。采用开环聚合的方法将聚左旋乳酸(PLLA)偶联到牛血清白蛋白上,并通过调整PLLA侧链聚合度,实现聚合物纳米粒子粒径可控。结果表明,所得到的纳米粒子(BSA-PLLA/BA NPs)呈现均一的球形。体外细胞毒性实验证明BSA-PLLA/BA NPs与纯药BA相比表现出更好的抗肿瘤活性,且BSA-PLLA具有良好的生物相容性。体内药效研究显示出载药纳米粒子具有较好的药效和很低的毒副作用,说明BSA-PLLA是一种潜在的BA药物载体。此外,BSA-PLLA/BA NPs显著延长了BA的血药循环半衰期(5.02倍),并在体内抗肿瘤实验中表现出良好的药效及较低的毒副作用。5.率先发现了人参皂苷Rb1是一种绿色无毒的纳米药物载体材料,其与BA等疏水性药物能够自组装形成稳定的纳米粒子。为了实现“降低有毒有害化学品在生产过程以及在治疗过程中的用量”这一绿色化学理念,本研究率先直接利用人参皂苷Rb1承载难溶性药物。所得的纳米粒子具有适宜的粒径尺寸(-100 nm)、较好的细胞选择性、较高的载药量(～35wt% BA;～32wt% DHA;～21 wt% HCPT)和较长的血药循环半衰期。此外,Rb1载药纳米粒子在体内实验中表现出良好的药效及较低的毒副作用。更重要的是,人参皂苷纳米粒子制备简单、绿色,可成为传输难溶性小分子药物的一种通用方法。综上所述,本研究制备得到的一系列组成明确的BA前体药物及纳米药物载体,并且这些药物载体承载BA后显示出了良好的药效。事实上,这些研究方法具有一定的通用性,通过改变药物种类、靶向分子等可以设计出多种多样的纳米结构,在药物或基因传输等领域具有较好的应用前景。