以红血球替代为目标的两亲性多臂聚合物组装研究（二）

Liposomes and polymersomes are the main carrier in the form of artificial red blood cells, but there are a number of key issues exposed. In present project, we propose to construct dendrosomes based on a biodegradable amphiphilic multi-arm polymer and encapsulation of the hemoglobin as a red blood cell substitutes. By means of the synthesis of low polydispersity polyester chains and efficient click chemistry, we will made different length and precise control of amphiphilic multi-arm polymer assembly unit, which not only conducive to study the relationship of structure and performance, and also improve the uniformity and reproducibility of dendrosomes. By control polydispersity of multi-arm polymer, the proportion of hydrophilic and hydrophobic, and the number of arms, we could study the size of dendrosomes and efficiency of vesicles to encapsulate hemoglobin. The dendritic multi-arm polymer vesicle particles can increase the content of encapsulating hemoglobin, and especially keep the vesicles with low viscosity and good fluidity under conditions of high polymer concentration. It is expected to develop red blood cell substitute close to the human blood properties and provide a new method for encapsulating water-soluble drugs at the same time.

脂质体和聚合物囊泡是目前人造红血球的主要载体形式，但都暴露出一些关键的问题。本项目提出通过构建生物可降解的两亲性多臂聚合物形成的囊泡及对血红蛋白的包裹作为红血球替代物。通过合成低分散度的聚酯链段和高效的点击化学等手段，获得长度不同且精确控制的双亲性多臂聚合物组装单元，不仅有利于研究结构和性能的关系，而且便于提高组装体的均匀性和重现性。通过控制多臂聚合物的分散度、亲疏水比例和臂数来研究形成囊泡的大小及囊泡对血红蛋白包裹的效率。树枝状多臂聚合物囊泡颗粒可以增加包裹血红蛋白含量，特别是在高的聚合物浓度条件下，囊泡仍保持较低的粘度和很好流动性，有望开发出接近人血性能的红血球替代物，同时为担载水溶性药物提供新的方法。

本项目（基金号91227118）执行三年来，按照申请书的计划，开展了以血红蛋白包裹为目标的囊泡组装研究，成功地制备了几种含有血红蛋白的纳米复合材料，复合材料仍然保持了血红蛋白的活性。比如，采用葡聚糖和聚乳酸的共聚物制备的囊泡，具有粒径可以调节，结构稳定等优点，通过在水溶液中的组装可以包裹质量含量超过50%的血红蛋白，各项技术指标均接近与红血球。另外，采用稳定的金属配合物作为纳米载体，通过表面改性，也制备了高血红蛋白含量的纳米材料，负载的血红蛋白保持了携氧和放氧的功能。另外，本项目是“可控自组装体系及其功能化”这一重大研究计划的一个培育项目，因此，我们也围绕“可控自组装”开展了系列基于小分子自组装的研究工作，与相应的大分子自组装相比，小分子的自组装，具有精确的分子结构、可重复的大规模合成和较高的功能分子含量等优势。近两年，我们探索了多种有机染料和抗肿瘤药物等小分子的自组装，所形成的纳米材料，可以应于活细胞的荧光成像，以及对肿瘤细胞的杀伤。截止目前，在项目的直接支持下，共发表学术论文15篇，申请并授权专利1项，完成了申请书的计划任务。