聚合物胶束研究进展PPT

纳米材料是指尺寸界于1～1000nm之间的材料，其组分多样，形貌各异。因其特殊的尺寸和表面特性，纳米材料展现出众多传统材料所不具备的理化性质。近年来，越来...

纳米材料是指尺寸界于1～1000nm之间的材料，其组分多样，形貌各异。因其特殊的尺寸和表面特性，纳米材料展现出众多传统材料所不具备的理化性质。近年来，越来越多的纳米材料开始逐渐进入公众的日常生活。在生物医学领域，纳米技术引起了人们极大的关注，并被认为是21世纪最有前景的材料之一这是由于纳米技术有望解决常规治疗制剂在给药过程中面临的水溶性差、靶向能力不足、非特异性分布、全身毒性高和治疗指数低等问题。聚合物胶束是一类由两亲性表面活性剂分子构成的球形聚集体在水溶液中分散时，其亲水性“头部”位于表面，疏水性“尾部”位于内核。聚合物胶束具有很好的稳定性和较高的载药率，且可实现药物的可控释放。聚合物胶束最重要的特性之一是能够增加难溶性药物的溶解度和生物利用率，水溶性差的药物可被包载在胶束的疏水核中。作为一种新的载体，聚合物胶束具有载药范围广、结构稳定、组织渗透性好、体内滞留时间长、能使药物有效到达靶点等特点其中刺激响应性纳米胶束可根据外界环境的微小变化，如温度、pH、氧化还原性、离子强度、磁、光、电、生物酶等作出响应，产生相应的结构形态、物理性质、化学性质等变化甚至突变。聚合物胶束的功能特点聚合物胶束是两亲性聚合物在选择性溶剂中在分子间氢键、静电相互作用和范德华力等作用推动下自组装而成。制备聚合物胶束的“经典”方法是用两亲嵌段共聚物在选择性溶剂中其中一种嵌段不溶形成胶束的核，另一种嵌段可溶形成胶束的壳，这种热力学驱动过程发生在临界胶束浓度以上。聚合物胶束可以增加难溶性药物的溶解度，低CMC的胶束在血液中具有较长的循环时间。由于聚合物胶束表面容易修饰，可以制备成和肿瘤细胞特异性结合的药物载体，可以降低药物对正常组织的毒副作用，也可以制备成对细胞内不同pH、温度、还原性具有响应作用的聚合物胶束从而实现聚合物胶束对病变部位的靶向作用。聚合物胶束的制备直接溶解法当两亲性嵌段共聚物中亲水嵌段占比较高即水溶性较好时，将共聚物直接溶解于水中，也可采用加热、搅拌等方式促使共聚物溶解，通常在共聚物浓度高于临界胶束浓度时，疏水链段难溶于水在水中聚集形成胶束的核，亲水链段易溶于水向水中伸展形成胶束的壳而形成胶束。透析法透析法一般适用于溶解性较差的共聚物．首先将嵌段共聚物溶解在溶剂中，待完全溶解后将其转入透析袋，放进选择性溶剂中进行透析操作．在透析过程中，原溶剂逐渐被选择性溶剂置换，亲溶剂部分形成胶束的壳，疏溶剂部分形成胶束的核，共聚物发生自组装从而形成胶束。溶剂诱导法将两亲性共聚物溶解在亲疏水链段共溶的低沸点有机溶剂中，搅拌状态下将水溶液滴加到混合溶液中，随着水溶液的加入，亲水链段溶于水向水中伸展形成胶束的壳，疏水链段则慢慢聚集形成胶束的核，随后将有机溶剂蒸发除去，得到核-壳结构的聚合物胶束。聚合物胶束的药物包载化学结合法可以将需要包载的药物通过化学键与疏水核心结合，当聚合物胶束进入细胞内化学键断裂，活性药物从胶束中释放出来发挥药效。根据化学键的性质，药物可以响应不同的细胞内部条件，比如pH、温度、离子强度、还原性等。物理包载法与化学结合法相比，使用物理方法对药物进行包载要简单得多，因为物理包载不需要对药物结构进行改变。影响聚合物胶束载药量的最主要因素是药物分子和形成聚合物内核的疏水嵌段的相容性。物理包载法操作简单，适用范围广，包括直接溶解法、透析法和溶剂蒸发法等。静电作用带电的药物可以通过和带相反电荷的疏水内核之间的静电作用紧密结合而载入嵌段共聚物胶束中。可以通过控制疏水内核链段的长度、带电密度和溶液的离子强度来控制胶束的载药量。聚合物胶束作为载体的作用药物增容具有小颗粒尺寸，高负载能力，长循环时间和在体内病理部位累积能力的生物相容性和生物可降解药物载体的开发对于难溶性药物的递送尤其重要．首先低水溶性的药物容易导致吸收不良，生物利用度低，尤其是口服给药时；其次静脉给药时难溶性药物可能导致各种并发症比如栓塞；而聚合物胶束的疏水核心为难溶性药物提供了适合的环境，增加了药物的溶解度。一般认为，疏水嵌段越大，核心尺寸越大，包埋疏水性药物的能力越强。作为药物缓释载体聚合物胶束可以通过物理包载、静电作用、化学结合等方法将药物牢固地限制在疏水内核中，低临界胶束浓度的聚合物胶束在血液中具有较长的循环时间，被包载的药物通过共聚物胶束的降解或者共聚物载体的微孔释放等方法发挥药效，大大延长了药物的作用时间，提高了药物的生物利用度。作为靶向药物聚合物胶束可以通过实体瘤的高通透性和滞留效应(EPR)被动聚集在肿瘤组织中．除此之外，由于聚合物胶束有容易改性的表面基团，因而可以通过对聚合物胶束表面进行修饰合成可以和肿瘤细胞特异性结合的药物载体，也可以根据肿瘤组织不同于正常组织的微环境，比如pH、温度、还原性等，合成pH响应、温度响应、还原响应的聚合物胶束，以达到靶向药物载体的作用。聚合物胶束应用前景目前，临床上除了采用传统的手术切除和放射疗法之外，抗肿瘤药物化学治疗（简称化疗）已成为癌症治疗不可或缺的重要手段之一但目前临床常用到的大多数小分子抗肿瘤药物在治疗癌症的同时，也存在明显缺陷和不足如水溶性差、特异性差、心脏毒性以及易产生耐药性等近年来，随着纳米生物医药技术飞速发展，纳米药物的出现正好可以解决化疗的不足，因此，纳米药物在肿瘤临床治疗方面极具发展潜力和应用前景。对于近年来涌现出的纳米药物来说，常用的载体主要有脂质体、聚合物胶束、聚合物囊泡及无机纳米粒子等。由于组成、结构及功能的可设计性与多样性使聚合物成为纳米药物的首选载体材料之一，而由两亲聚合物构筑的聚合物胶束凭借良好的生物相容性、可降解、制备方法简单、结构易修饰以及特殊的“核－壳”结构等特点被视为纳米药物的理想载体。因此，聚合物胶束作为抗肿瘤纳米药物载体成为当前的研究热点而备受关注。目前己有多种基于聚合物胶束的纳米药物进入临床试验阶段。结论总的来说，聚合物胶束由于其纳米核壳结构的特点，能够很好地溶解疏水性药物，从而提高药物的生物利用度此外，胶束由于其小尺寸，可以通过渗透和保留效应在血管渗漏的病变区域得到有效的自发积累不同的共聚物组成、共聚物亲水和疏水嵌段的长度决定胶束的物理化学性质医药科学、材料科学和纳米技术的飞速发展，为聚合物胶束载药体系的研发提供了坚实的基础在可预见的将来，智能胶束可望得到深入研究，特别是热敏性胶束和pH响应胶束。聚合物胶束易于制备、易于载药、易于载到病灶部位，再加上智能化，聚合物胶束载药体系可望得到更加广泛的临床应用。