摘 要

阿霉素(Doxorubicin，DOX)是一种抗肿瘤药物，抗瘤谱比较广泛。为周期非特异性药物，对S及M期较敏感。但其毒副作用较大、水溶性差等缺陷严重限制了其临床应用的有效性，本课题采用透明质酸(Hyaluronic Acid，HA)为大分子载体，通过酸可降解的腙键连接DOX和HA，制备了两亲性高分子前药HA-hyd-DOX，该前药可与介质中自行组装形成pH敏感性的纳米粒。目的是提高了药物治疗的有效性、靶向性，减小了药物的毒副作用，使阿霉素(Doxorubicin，DOX)在治疗肿瘤临床上取得更高的利用率。此课题主要主要研究了纳米载药系统、靶向系统、高分子载体及pH敏感性高分子前药纳米粒的研究与合成；前药合成路线分为三步：

(1)透明质酸-对苄氨甲基苯甲酸酯(HA-amid-MePAMBP)的合成。

(2)透明质酸-苄氨甲基苯甲酸-联氨(HA-amid-MePAMBP-NHNH₂)的合成。

(3)透明质酸-阿霉素(HA-hyd-DOX)的合成及纳米粒的制备。

关键词：纳米载药系统，高分子前药，pH敏感性，透明质酸

Abstract

Doxorubicin (DOX) is an anti-tumor drug, anti-tumor spectrum is more extensive. For the cycle of non-specific drugs, the S and M more sensitive. (Hyaluronic Acid,HA) as a macromolecule carrier, and DOX and HA were linked by acid biodegradable hydrazone. The results showed that the hyaluronic acid (HA) The amphiphilic polymer prodrug HA-hyd-DOX was prepared, which could be self-assembled with medium to form pH-sensitive nanoparticles. The aim is to improve the effectiveness of drug treatment, targeting, reducing the toxic side effects of drugs, so that doxorubicin (Doxorubicin,DOX) in the treatment of cancer to achieve a higher utilization rate. This study mainly focused on the research and synthesis of nano-drug-loading system, targeting system, macromolecule micelles and pH-sensitive polymer prodrugs. The synthetic route was divided into three steps:

(1)Synthsis of Hyaluronic acid-p-aminobenzoic acid ester (HA-amid-MePAMBP)

(2)Synthsis of Hyaluronic acid-aminomethylbenzoic acid-nitrogen (HA-amid-MePAMBP)

(3)Synthesis of hyaluronic acid-doxorubicin (HA-hyd-DOX) and Preparation of Nanoparticles.

Keywords: nano drug delivery system, polymer prodrug, pH sensitivity, hyaluronic acid

目 录

中文摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1 肿瘤及肿瘤治疗 1

1.2 纳米载药系统 1

1.2.1 纳米载药系统的特点 2

1.2.1.1 靶向特性 2

1.2.1.2 纳米尺寸 3

1.2.1.3 改善传统化疗药物缺陷 3

1.3 高分子前药 4

1.3.1 高分子前药简介 4

1.3.2 载体的选择 4

1.3.2.1 聚乙二醇(PEG) 4

1.3.2.2 透明质酸(HA) 5

1.3.3 pH敏感性化学键在高分子前药中的应用 6

1.4 本课题研究内容 8

第二章 高分子前药的合成与结构表征 10

2.1 引言 10

2.2 实验部分 10

2.2.1 实验仪器与材料 10

2.2.2 透明质酸-对苄氨甲基苯甲酸甲酯 (HA-MePAMBP)的合成 11

2.2.3 透明质酸-苄氨甲基苯甲酸-联氨(HA-MePAMBP-NHNH₂)的合成 12

2.2.4 透明质酸-阿霉素(HA-hyd-DOX)的合成 12

2.2.5 ¹H-NMR表征 13

2.2.6 红外光谱表征 13

2.2.7 高分子前药载药量的测定 13

2.3 实验结果与讨论 14

2.3.1 红外图谱解析 14

2.3.2 核磁共振氢谱图谱解析 15

2.3.3 HA分子量对载药量的影响 16

2.4 本章小结 16

第三章 透明质酸-阿霉素纳米粒的制备表征及体外释药 17

3.1 引言 17

3.2 实验部分 17

3.2.1 实验仪器与材料 17

3.2.2 透明质酸-阿霉素前药纳米粒的制备 18

3.2.3 纳米粒形态形貌及粒径分布 18

3.2.4 阿霉素HPLC标准工作曲线的绘制 19

3.2.5 pH对体外释药行为影响的研究 19

3.3 实验结果与讨论 20

3.3.1 纳米粒的粒径分布及形态形貌观测 20

3.3.2 HPLC标准工作曲线的绘制 22

3.3.3 释放介质的pH对纳米粒体外释药性能的影响 24

3.4 本章小结 24

第四章 结论与展望 26

致谢 27

参考文献 28

第一章 绪论

1.1 肿瘤及肿瘤治疗

根据世界癌症报告提供的数据，我国癌症患者逐年增加，死于癌症的人数也是十分庞大，预计到2020年，我国每年新发的癌症病例和死亡人数将分别高达388万和276万^[1]。

目前，我们在癌症方面的治疗方法主要有手术、化疗和放疗等手段。临床应用的抗肿瘤药物很多，化疗是目前癌症临床治疗的最主要的方法。然而，由于化疗药物是通过直接干扰细胞的代谢或增殖过程而发挥疗效的，因而缺乏选择性，导致化疗药物在杀死癌细胞的同时，对人体正常细胞组织也会产生比较大的杀伤作用，因而药物治疗特异性差，对人体的正常组织和器官有明显的毒副作用。多数化疗药物会对人体内的正常组织产生刺激性；此外因化疗过程中癌细胞的生物化学过程改变等原因而产生耐药性甚至交叉耐药性。这些都是导致化疗失败的原因^[2,3]。

为了克服化疗药物毒副作用大的缺点，药物研究工作者们一方面积极开发更安全有效的新药，同时开发原有的化疗药物新剂型，试图通过新的药物传递系统提高已有化疗药物的疗效的同时降低其毒副作用，由此提出了靶向纳米给药系统的新概念，通过纳米给药系统的主动和被动靶向作用，使化疗药物在肿瘤组织浓集，在增强化疗药物的疗效的同时减小对正常细胞和组织的毒副作用，为癌症的药物治疗提供了一条前景广阔的全新途径^[4]。一个理想的药物传递系统应具有以下功能：(1)可提高化疗药物的水溶性；(2)可延长药物的体循环时间；(3)可减小化疗药物对正常细胞的毒性；(4)载药纳米粒可通过增强的渗透和保留作用(EPR)在肿瘤部位浓集；(5)可在表面修饰可与癌细胞表面过度表达的抗原特异性结合的靶向分子，从而达到主动靶向的目的；(6)可在肿瘤细胞内快速释放药物^[5]。为了实现以上功能，研究工作者们进行了大量有关纳米载药系统的研究^[6-9]。其中，由于高分子载药系统具有提高化疗药物的水溶性、延长体内循环时间以及通过增强的渗透和保留作用(EPR)增加化疗药物在肿瘤部位的浓集的优点而得到了广泛深入的研究^[10-14]。

1.2 纳米载药系统

纳米载药系统(Nano Drug Delivery System,NDDS )，是指采用共价偶联的化学手段或者包埋、吸附等物理方法将小分子药物与天然、合成的载体分子整合在一起，制备形成具有纳米尺寸的药物传递系统，目前已经成为医学界研究的重点方向^[15]。

1.2.1 纳米载药系统的特点

1.2.1.1 靶向特性

纳米材料具有定位靶向功能，可以定向地将药物输送到病变细胞部位，减少正常组织及细胞对药物的摄取，降低系统毒性，并有效提高了药物的生物利用度。纳米材料的靶向方式主要包括被动靶向和主动靶向。