背景知识：骨肉瘤是临床工作中最为常见的骨组织恶性肿瘤，好发于长骨的干骺端，尤其以股骨远端、胫骨与肱骨近端最为常见，发病多集中在10~20岁之间的年轻人群。该疾病在造成患者严重的肢体肿胀疼痛与功能障碍的同时，多数患者最终死于其肺部转移。相比于单纯手术切除，化学治疗（简称化疗）的引入能够显著提升患者的生活质量与生存率。但目前临床上常用的各种小分子抗肿瘤药物在治疗肿瘤的同时多存在明显缺陷。例如，阿霉素（DOX）在临床治疗中应用较广，对骨肉瘤原发部位及其转移灶均表现出有效的抑制作用，但同时也存在治疗特异性差、心脏毒性、骨髓抑制以及易产生耐药性等多方面问题。近年来，多种高分子纳米载体，如胶束、囊泡和纳米凝胶的出现有望在提升药物抗肿瘤能力的同时减低毒副作用并逆转耐药性。其中，高分子胶束凭借其良好的生物相容性、可控的降解与释放、结构易修饰以及两亲性共聚物自组装后形成的亲水在外、疏水在内的“核-壳”结构等特点，在躲避网状内皮系统的捕捉与肾脏滤过作用的同时凭借在实体肿瘤组织的增强渗透与滞留效应实现针对肿瘤的被动靶向，从而降低对正常器官和组织的损伤并提高疗效，被视为抗肿瘤药物的理想载体之一。本文中分别选用二嵌段聚乙二醇-寡聚亮氨酸与两种不同手性的三嵌段聚乙二醇-聚亮氨酸等两类胶束装载化疗过程中常规应用的DOX，力求从材料制备与表征、体外细胞及体内动物实验等多方面评价其作为纳米药物载体的优势。材料与方法：①以带有氨基末端的聚乙二醇引发亮氨酸N-内羧酸酐（Leu NCA）开环聚合制备二嵌段与三嵌段两亲性嵌段共聚物，通过核磁共振氢谱、傅里叶转换红外光谱、凝胶渗透色谱、临界胶束浓度（CMC）、透射电子显微镜、动态光激光光散射和噻唑蓝法等一系列检测对上述共聚物以及其在水环境中完成自组装后所形成的高分子胶束进行表征并验证材料的生物相容性；②利用纳米沉淀法制备负载DOX的高分子胶束，进而评价载药体系的载药量、载药效率和体外释放行为，并通过噻唑蓝检测、激光共聚焦扫描显微镜和流式细胞术等手段对载药胶束的细胞内释放及其对肿瘤细胞的抑制作用进行评价；③选取5周龄雌性BALB/c裸鼠于腋区皮下注射人源骨肉瘤细胞建立荷瘤动物模型，治疗过程中使用PBS作为阴性对照，游离DOX作为阳性对照，通过尾静脉给药，在总共12天的治疗周期中实时记录肿瘤体积与荷瘤动物的体重变化趋势；④在治疗结束后，将模型动物处死并分离获取肿瘤与各主要脏器（心、肝、脾、肺和肾等），进一步通过苏木精与伊红染色（H&E）及TUNEL细胞凋亡检测等组织病理学检测评价肿瘤组织在接受不同治疗后的坏死与凋亡情况，以及评估治疗对体内各主要脏器造成的损伤。结果：①分别利用带有氨基末端的聚乙二醇单甲醚（mPEG-NH2）与聚乙二醇（NH2-PEG-NH2）作为大分子引发剂，引发等摩尔量的L-亮氨酸N-内羧酸酐（L-Leu NCA）与D-亮氨酸N-内羧酸酐或L-Leu NCA开环聚合，合成了两亲性的二嵌段共聚物聚乙二醇单甲醚-block-寡聚（D,L-亮氨酸）（mPEG-b-O(D,L-Leu)）以及三嵌段的P(L-Leu)-b-PEG-b-P(L-Leu)与P(D,L-Leu)-b-PEG-b-P(D,L-Leu)共聚物，并充分验证了其化学结构；②在水环境中，三种共聚物均可通过自组装形成球形胶束，CMC值分别为47.8、4.5与3.3mg L-1，其流体力学直径分别为121±4.6、211±5.9及179±7.8nm。材料与细胞共培养72h后的细胞存活率>90%，证明其具有极佳的生物相容性。胶束的良好稳定性、合适的粒径以及优异的生物相容性表明其适合用作抗肿瘤药物载体。进一步负载DOX后，测定其载药量分别为12.0±0.5、18.3±0.4与19.7±0.4wt.%，并且能在中性的PBS溶液中平稳缓慢释放，其中以三嵌段消旋聚亮氨酸载体的药物缓释作用最为明显。③另外，所制备的载药胶束在2h内对于MG63与Saos-2两种骨肉瘤细胞表现出不同的细胞内吞和细胞内释放的能力。短链的二嵌段载药胶束表现出比游离DOX更有效的细胞内药物累积，而长链载体包裹的DOX在细胞内释放相对较少。同时，三种载药胶束均表现出优于游离DOX的抗肿瘤能力；④在体内实验中，通过三种胶束负载的DOX对骨肉瘤生长的抑制作用获得进一步提升，同时药物全身性毒副作用造成的裸鼠体重下降得到一定程度的缓解。进一步的病理组织学检测显示经胶束负载的DOX能够造成更大面积肿瘤组织的坏死，同时各脏器受毒性作用影响而出现的损伤表现明显减轻。结论：本课题中，所合成的三种PEG-Pleu胶束能够通过纳米沉淀方法实现对DOX的高效负载。同时，其载药效率、释放行为、细胞内释放与体外和体内抗肿瘤作用等性能受到聚氨基酸化学结构和组成以及氨基酸手性等因素的调节。最重要的是，胶束的负载可以提升药物的抗肿瘤疗效与体内安全性。总之，可以通过改变两亲性嵌段共聚物的结构信息调节载药胶束的性能，并有望进一步提升骨肉瘤临床治疗水平。