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近年来,基于正常细胞和肿瘤细胞微环境间的差异性,研究者们开发了一系列刺激响应型智能超分子纳米粒子,并用于药物靶向递送研究。这些智能纳米药物载体在环境的刺激下,能实现药物在特定病理部位的靶向递送和按需给药,从而克服药物选择性差、水溶性差、利用率低和毒性大等难题,使其在生物医学及癌症治疗领域备受关注。环糊精(CDs)作为一种具有无毒、易修饰、优良生物特性及生物可降解性的天然大分子低聚糖,常被用作构建刺激响应型智能超分子纳米粒子的基本单元。本论文设计、合成了三种带七个电荷的β-CD衍生物,并分别与多糖生物大分子、聚乙烯亚胺、以及两种表面活性剂共构建了四种环境响应型智能超分子纳米组装体,并探究了这些组装体的载药性能及药物释放行为。论文具体内容和相关结果概述如下:(1)合成了一种带七个正电荷的β-CD衍生物:全-[6-脱氧-6-(1-甲基咪唑)]-β-CD(β-CDIM)。用带负电荷的海藻酸钠(SA)和β-CDIM构建了一种具有p H响应性的β-CDIM/SA智能纳米粒子。用UV-Vis、FT-IR、XRD、SEM、TEM、DLS、AFM和Zeta电位对β-CDIM/SA纳米粒子的结构、形貌特征、粒径、表面电荷和稳定性进行全面研究。将抗肿瘤活性分子雷公藤红素(CSL)负载于β-CDIM/SA纳米粒子中,其包封率(EE%)为24.74%,载药率(DLS%)为16.23%。释放曲线表明CSL在p H=7.4的介质中释放率仅为14.5%,而在模拟肿瘤环境(p H=5.0)中释放量高达90%,表明β-CDIM/SA纳米粒子具有p H触发药物释放“开-关”的潜力,可实现药物在肿瘤部位靶点释放。溶血性实验揭示了载药纳米粒子CSL@β-CDIM/SA具有较好的安全性。有意义的是,载药后的纳米粒子CSL@β-CDIM/SA对正常细胞(BEAS-2B)的细胞毒活性大大降低,对SMMC-7721肿瘤细胞的细胞毒活性及对SMMC-7721的诱导凋亡力明显高于游离的CSL。该纳米材料为设计和开发新颖便捷的靶向抗癌药物递送系统提供了新选择和新思路。(2)合成了一种带七个负电荷的β-CD衍生物:全-[6-脱氧-6-(3-巯基丙酸)]-β-CD(SACD)。以SACD和带正电荷的聚乙烯亚胺(PEI)为构建块,通过静电作用力,构筑了一种具有p H响应性的SACD/PEI智能纳米口服给药载体。通过UV-Vis、FT-IR、XRD、SEM、TEM、DLS、AFM和Zeta电位等表征手段对SACD/PEI纳米粒子的结构、形貌、尺寸大小、表面电荷、稳定性及p H响应性能进行全面研究。将CSL负载于SACD/PEI纳米粒子中,其具有较高的载药量(34.46%)和包封率(56.78%)。释放曲线表明在模拟胃酸环境中(p H=1.2)CSL的释放量低于10%,而在模拟结肠环境中(p H=8.5)释放量高达86%。表明载药纳米粒子CSL@SACD/PEI能保护胃黏膜,避免药物过早释放,实现CSL在结肠部位的靶向释放。同时,载药后的纳米粒子CSL@SACD/PEI的生物安全性良好。值得一提的是,与游离的CSL相比,载药后的纳米粒子CSL@SACD/PEI对三株肿瘤细胞(A549、HL-60和SMMC-7721)的抗肿瘤活性更强,对正常细胞的细胞毒活性显著降低。此外,载药纳米粒子CSL@SACD/PEI对SMMC-7721具有非常出色的促凋亡效果。该智能纳米载体为口服给药提供了一种高效、安全的途径。(3)以带七个正电荷的氨基修饰β-CD(AβCD)和阴离子型十二烷基硫酸钠(SDS)为原料,设计并开发出一种对p H和温度具有双响应性的AβCD/SDS智能纳米粒子。通过UV-Vis、FT-IR、XRD、SEM、TEM、DLS、AFM和Zeta电位等技术对AβCD/SDS纳米粒子进行系统研究。结果发现:该纳米粒子具有很好的稳定性能和循环可逆自组装/拆卸性能,其在50℃或碱性环境下均可解离,在25℃或弱酸环境下又能重新自组装。进一步将其作为抗癌药物氨甲碟呤(MTX)的药物递送模型,并考察了载药纳米粒子MTX@AβCD/SDS的载药性能、稳定性能及释药行为等。MTX释放实验发现在温度为37℃,p H值=2.0时,MTX的释放量相对较低,仅为14.5%,在温度为42℃(肿瘤环境),p H值为8.5时,MTX的释放量达到78%,表明所制备的纳米材料适用于MTX在结肠环境的靶向释放。此外,与游离的MTX相比,载药后的纳米粒子MTX@AβCD/SDS对正常细胞的细胞毒活性大大降低,对SMMC-7721和SW480肿瘤细胞的细胞毒活性及对SMMC-7721的诱导凋亡率更高。AβCD/SDS纳米载体为抗癌药物在结肠部位的靶向给药提供了一个新的选择。(4)合成了一种带七个负电荷的β-CD衍生物:全-6-脱氧-6-硫代硫酸盐-β-CD(TSCD)。采用TSCD和阳离子型氯化肉豆蔻酰胆碱(MCC)构建了一种对p H和乙酰胆碱酯酶(ACh E)具有双响应性的TSCD/MCC智能纳米粒子。并利用一系列表征技术对TSCD/MCC纳米粒子的结构、形貌特征、表面电荷、粒径、稳定性及刺激响应性进行深入研究。随后,将天然活性分子雷公藤甲素(TPL)负载于TSCD/MCC纳米颗粒中,其具有较高的包封率(41.7%)和载药量(25.8%)。随释放体系p H值从7.4降低到5.0,TPL的释放率从12.3%上升到65.6%,尤其是当p H=5.0,加入ACh E后,TPL的释放率显著增加到88%以上。此外,载药后的纳米粒子TPL@TSCD/MCC对四株肿瘤细胞(A549、HL-60、MCF-7和SW480)的抗肿瘤活性以及对A549的诱导凋亡力均高于游离的TPL,对正常细胞的细胞毒活性极低。这种具有p H和酶响应特性的新型药物递送载体为未来抗肿瘤药物的研发提供了积极的指导作用。