当前,化学疗法仍然是临床上医治多种癌症的主要手段。然而,大多数小分子化疗药物通常会导致严重的毒副作用(心脏毒性、肾毒性、神经毒性等)。因此,大量研究工作聚焦于脂质体、纳米粒子、胶束等纳米级药物传递系统(DDS)的设计,用以改善药物功效和减少副作用。相比于其他纳米载体,基于纳米凝胶设计的药物载体具有更高的血清稳定性和更大的药物负载能力。普通纳米凝胶的药物释放通常是随着纳米凝胶的溶胀而被动扩散,导致在正常组织的非特异性药物释放和细胞毒性。因此,具有特异性肿瘤靶向能力和刺激响应行为(pH,热或酶)的"智能"纳米凝胶的设计显得尤为迫切。众所周知,许多活性靶向配体如RGD肽,苯基硼酸(PBA),乳糖酸(LA)和叶酸(FA)等可以用于修饰纳米凝胶,以提高其在肿瘤区域的富集能力。此外,使用酸敏感的交联剂或酸可降解的聚合物制备得到的具有pH敏感性的纳米凝胶,可以在肿瘤生理环境pH值低于正常组织pH值时实现药物的控制释放。本工作以羧甲基壳聚糖为起始原料,含酸敏感原酸酯键的单体作为交联剂,小分子乳糖酸作为肿瘤靶向配体,制备兼具肿瘤靶向功能及pH响应性释药功能的"智能"纳米凝胶药物载体。本论文的主要工作分为以下几个部分:(1)在本课题组已报道的两端带氨基的原酸酯单体的基础上,将其与甲基丙烯酸酐反应,得到两端为双键修饰的甲基丙烯酰原酸酯单体(OEAM)。将水溶性良好的羧甲基壳聚糖(CMCS)与甲基丙烯酸酐反应制备甲基丙烯酰羧甲基壳聚糖(MCMCS),进而接枝上乳糖酸(LA),获得乳糖酸偶联的甲基丙烯酰羧甲基壳聚糖(LA-MCMCS)。通过核磁共振波谱和傅里叶红外光谱图证明OEAM、MCMCS 的结构。(2)单体OEAM分别与MCMCS或LA-MCMCS在80℃条件下通过水溶液中的自由基聚合得到纳米凝胶,分别命名为NG1和NG2。通过DLS、TEM、SEM等对纳米凝胶的粒径、稳定性、酸降解性、微观结构等进行了详细表征。NG1和NG2的粒径分别是197.8 run和168.2 nm;透射电镜和扫描电镜成像观测NG1和NG2呈规整球形,大小、分布均一,且纳米凝胶具有良好的时间稳定性和生理稳定性。不同pH值下的酸降解实验发现含有原酸酯键的纳米凝胶对酸不稳定,平均粒径持续增大,光散射强度持续降低。这说明了原酸酯键在弱酸环境下发生水解,引起纳米凝胶的溶胀甚至解聚,有望实现pH响应的药物释放。将模型药物盐酸阿霉素(DOX)负载到NG1和NG2中形成载药纳米凝胶NG1/DOX和NG2/DOX。依据盐酸阿霉素的标准曲线测得其载药率分别达到16.39%和18.17%。进一步详细研究了在不同的pH值下,NG1/DOX和NG2/DOX的体外药物释放行为。结果表明:两种载药纳米凝胶的释放曲线具有相似趋势,释放速率及释放量都随pH下降而增大,呈现出明显的pH依赖性。(3)通过多种平面细胞模型(2D)和三维细胞模型(3D)详细考察了NG1/DOX和NG2/DOX的体外细胞毒性、细胞摄取能力和对癌细胞的生长抑制效果。MTT法显示空白纳米凝胶的细胞存活率都在95%以上,具有优异的生物相容性。乳糖酸靶向载药纳米凝胶(NG2/DOX)相比于非靶向纳米凝胶NG1/DOX对HepG2和H22细胞具有更强的细胞毒性,而在SH-SY5Y细胞中的毒性无显著的差别。此外,激光共聚焦显微镜和流式细胞仪的实验结果发现乳糖酸修饰的靶向纳米凝胶(NG2/DOX)在两种肝癌细胞中的摄取远优于非靶向组。证明乳糖酸修饰的纳米凝胶能够通过去唾液酸糖蛋白受体的介导提高细胞摄取及药物输送。3D细胞实验发现NG2/DOX组在HepG2多细胞球体中的富集及渗透能力远高于NG1/DOX,生长抑制效果最强。而在SH-SY5Y多细胞球体中,两种纳米凝胶的结果相似。综上所述,兼具肿瘤靶向及酸响应性的载药纳米凝胶NG2/DOX稳定性强、生物安全性高,而且具有显著的肝癌细胞特异靶向性和药物释放可控性,在纳米给药传输系统领域具有广阔应用前景。