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本论文以结构可控的功能性嵌段聚合物为基础，设计并制备多种用于负载抗肿瘤药物的聚合物纳米载药系统，研究其载药释药性能及抗肿瘤活性，以发展其在肿瘤治疗方面的应用。
以内酯开环聚合和(甲基)丙烯酸酯的原子转移自由基聚合合成一系列带有功能性链段的双亲性三嵌段聚合物，通过核磁(1H-NMR)、体积排除色谱(SEC)和红外光谱(FT-IR)等手段表征聚合物的结构，利用动态光散射(DLS)研究其水溶液组装体的形貌和性质。聚合物所带有的官能团包括羧基、氨基、羟基或环氧基。以带有羧基官能团的三嵌段聚合物聚乙二醇-聚己内酯-聚丙烯酸(PEG-b-PCL-b-PAA)为例，评价其作为多功能抗肿瘤药物纳米载体的性能。DLS测得其水溶液胶束的流体力学半径为13 nm，具有很低的临界胶束浓度(CMC)。胶束的疏水PCL核用于负载疏水药物阿霉素，功能性链段PAA用于键合负载顺铂。结果表明，这两种抗肿瘤药物可分别或同时以不同的机理负载子聚合物胶束中。我们研究了载药胶束的药物负载效率及负载量、药物释放行为和其对人膀胱癌EJ细胞的生长抑制性。这类官能性三嵌段聚合物胶束不仅具有生物相容性和生物可降解性，还能负载多种抗肿瘤药物，可作为抗肿瘤药物负载及运输的多功能平台。
结合载药胶束缓释靶向给药和物理交联水凝胶定点给药的优势，制备了可逐步释放抗肿瘤药物的超分子水凝胶。体系中，负载顺铂的PEG-b-PAA胶束和/或负载阿霉素的PEG-b-PCL胶束随着超分子水凝胶的溶解而释放，而后，小分子药物通过配体交换或扩散机理从胶束中释放。胶束的PEG壳和α-环糊精(α-CD)形成的包合物聚集排列为微晶区，与胶束核共同构成体系的物理交联点。在体系中加入PEG均聚物或Pluronic嵌段聚合物可以调节凝胶化过程。通过粉末X射线衍射(XRD)和流变实验分别表征了水凝胶的结构和触变性质。药物的体外释放实验证实小分子药物通过两步释放机理释放。载药水凝胶对人膀胱癌EJ细胞生长具有抑制性，而空载水凝胶是没有细胞毒性的。这类载药超分子水凝胶适用于皮下注射治疗实体瘤。
以PEG均聚物或PEG-b-PCL嵌段聚合物诱导α-CD溶液自组装，制备交联α-CD纳米粒子。一定比例的α-CD与PEG在水溶液中以不完全包合物形式存在，其中包合物和α-CD分子聚集为纳米级粒子，未包合α-CD的PEG链可用于稳定单个聚集体。NOESY谱证实了PEG与α-CD的包合。在碱性条件下以表氯醇交联聚集体的α-CD羟基后除去PEG链，得到尺寸较均一的交联α-CD纳米粒子，1H-NMR谱可证实交联反应的进行。DLS测得粒子平均粒径为133 nm，这与扫描电镜结果吻合。纳米粒子的α-CD空腔可包合客体分子I3，包合能力比具有空腔的游离α-CD略低。交联α-CD纳米粒子含有可包合客体小分子的空腔，具有生物可降解性，制备简便，在药物负载运输领域有潜在应用。以PEG-b-PCL嵌段聚合物水溶液胶束为模板，将穿入胶束PEG壳的α-CD交联并水解除去胶束PCL核，制备交联α-CD空心纳米粒子。DLS测得其半径为113 nm，但还无法除去包合在α-CD中的PEG链。
用阴离子聚合方法合成两嵌段聚合物聚乙二醇-嵌段-聚甲基丙烯酸-N,N-二乙基胺基乙酯(PEG-b-PDEAEMA)，在pH大于7.2的溶液中，聚合物自组装为核-壳结构胶束，DLS测得胶束平均半径为20 nm。胶束核中氨基通过配位作用负载过渡金属离子铜(Ⅱ)和钇(iiD，负载量分别为3.43 wt％和2.01 wt%。负载金属离子使胶束半径减小至16-18 nm，稳定性增强，可作为载体用于肿瘤成像或金属同位素放射治疗肿瘤的研究。在一定浓度的负载钇(Ⅲ)离子的胶束溶液中加入α-CD，通过α-CD与胶束PEG壳的包合物聚集结晶作用，以及金属离子对胶束核的配位交联，可得到负载钇(Ⅲ)离子的超分子水凝胶，在可注射水凝胶负载和运输放射性核素治疗实体瘤领域有潜在应用。