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自高分子发展到现在,在传统的线性、支化、交联的高分子发展的基础上,出现了第四种高分子:高度支化的高分子,并且树枝状大分子具有最完美的结构。
树枝状大分子有较多优点如:它的结构大小可以控制、而且无免疫原性、相对比较稳定、在使用剂量下无毒性、能够适时降解而且其降解产物没有毒性、生物转染效率相对较高等特点。其端基的官能团比同种类的高分子具有较高的化学反应活性,其末端官能团可以连接各类药物、脂质体、半糖、基因、抗体等,然后通过毛细血管进入组织间隙,最后被细胞吸收。树状大分子作为药物载体可以延长药物在体内血液中的滞留时间,同时控制药物在机体内的释放速度,保护药物不受环境破坏,具有良好的缓释作用和靶向性。
本论文设计并研究了树枝状大分子构筑的多分子胶束的特性以及树枝状大分子作为药物载体的应用。该类胶束结构兼具树枝状大分子的特性和具有纳米尺度的优势,具有区别于传统胶束的特性,我们希望通过此研究为树枝状大分子在药物载体领域的发展开创新的研究方向。
本研究以商业化的1代聚酰胺,胺(1G PAMAM)为低代树枝状大分子模型,利用3、4、5、6-四氢苯酐(DCA)对其进行修饰合成了不同取代度的两亲性树枝状大分子。研究表明,DCA的修饰对树枝状大分子的性能具有一定的影响。其中,DCA通过羧基连接到1G PAMAM构筑的取代产物1G PAMAM-DCA-2、4、6、8在水相中能够自组装成多分子胶束,其内部具有两个极性环境不同的疏水性微区,并且能够提高疏水性化合物在水相中的溶解度。
1G PAMAM-DCA的组装性能与介质的pH及极性相关。在pH为7.4的Na2CO3/NaHCO3缓冲液中,形成的多分子胶束为球状,并且胶束粒径随着取代度增大而增大。生物学评价结果显示1G PAMAM-DCA具有较低的细胞毒性。体外实验表明,在1G PAMAM-DCA形成的多分子胶束存在下,抗肿瘤药物维甲酸ATRA在较少的药剂量下都能够明显地抑制肿瘤细胞的生长。而在相同条件的1G PAMAM却不能提高ATRA的药效。
此外,对该多分子胶束负载客体的体内器官分布研究结果显示,其负载的客体在肿瘤组织具有明显的聚集现象,证明了该载体具有一定的肿瘤靶向性。因此,该基于低代PAMAM的多功能载体系统是一种具有肿瘤靶向性的,可根据环境pH值变化进行药物释放的智能载体系统。
综上所述,由树枝状聚合物构筑的多分子胶束具有不同于传统嵌段聚合物胶束和小分子表面活性剂胶束的结构和性能特点。其在药物载体领域尤其是智能载体领域具有很高的研究价值。