长循环聚乙烯基吡咯烷酮－聚己内酯纳米微粒的研究

The development of high performance polycaprolactone- and polylactide-based nanoparticles is highly desirable in the current drug delivery field. In present project, we propose to synthesize star-shaped poly(N-vinylpyrrolidone)(PVP) block with beta-CD core and linear-shaped polycaprolactone (PCL) block with adamantly end group. With host-guest interactions, the PVPstar-PCL micelles will be self-assemblied. By changing the arm number and molecular weight of star-shaped poly(N-vinylpyrrolidone) block, the surface properties of the micelles will be turned. Thereby, the ability to resist opsonization and blood circulation time of the micelles will be improved. On the other hand, by incorporation of cross-linkable groups in PCL block, we will enhance the stability of PVP-PCL micelles in the circulation system and reduce the possibility of drug leakage form the micelles during circulation. Thus, based on the modification of both core and shell of the micelles, the performance of PVP-PCL micelles will be enhanced. We anticipate this study can provide a new path toward rational design of high performed drug delivery carriers.

生物相容且可降解聚己内酯、聚丙交酯等通用纳米载体的高性能化是当前药物传输领域发展的必然要求。本项目提出通过构建乙烯基吡咯烷酮星型聚合物-嵌段-聚己内酯（PVPstar-PCL）纳米载体及在聚己内酯嵌段引入可交联基团对纳米载体的表面及内部进行改性。通过调控星型聚合物中聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）亲水链的分子量，PVP星型聚合物的臂膀数，PVP在胶束表面的链密度来研究PVPstar-PCL胶束在循环过程中对调理化作用的抵抗及对体内循环时间的影响，使得基于PVP修饰的高分子胶束的血循环时间有进一步的延长，其载药纳米微粒在肿瘤组织的浓度有进一步的提高。同时，与通常的壳交联路线不同，我们将通过在聚己内酯疏水链上引入可交联基因来增加这类嵌段聚合物胶束的体内循环稳定性,减少药物在循环过程的泄漏。为那些生物相容性和生物安全性好的聚合物胶束给药体系的高性能化提供新方法。

针对高分子纳米载体的高性能化及抗肿瘤药物传输方面存在的屏障，本项目在执行期间发展了基于插件化学的高分子纳米载体的构建方法，研究了不同表面化学纳米载体的生物学行为以及对药物的靶向输送效果。通过设计合成末端含有主客体络合功能基的线型和星型均聚物，利用均聚物的末端主客体络合，构建了一系列的乙烯基吡咯烷酮星型聚合物-嵌段-线型聚己内酯纳米载体，聚乙烯基吡咯烷酮-嵌段-聚天冬氨酸-顺铂纳米药物，聚乙二醇和21臂聚甲基丙烯酸酯纳米载体以及聚噁唑啉-嵌段-聚乳酸纳米载体；研究了星型聚合物的臂膀数，胶束表面的链密度对纳米载体的稳定性效应，研究了这些纳米载体的表面化学对调理化作用的抵抗及对体内循环时间的影响，使得高分子载体的血循环时间有了进一步的延长，其载药纳米微粒在肿瘤组织的浓度有进一步的提高。为通过简单的方法构建生物相容性和生物安全性好的高分子纳米给药体系提供了新方法。.2013年以来，共发表SCI收录论文13篇，包括1篇J. Am. Chem. Soc.和1篇Angew.Chem.Int.Ed.。获2013年度“中国化学会高分子科学创新论文奖”。受邀分别为ACS出版社的ACS丛书《Functional Nanoparticles for Bioanalysis, Nanomedicine and Bioelectronic Devices》，Springer出版社《Bioconjugation Protocols》，Wiley公司的《Bioinspired and Biomimetic Polymer Systems for Drug and Gene Delivery》和《Biomedical Nanomaterials》一书撰写章节。