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药物与基因/生长因子的共传递技术是目前解决小分子药物易产生耐药性、降低药物的毒副作用、增强疾病治疗效果的有效手段。该技术实施的关键是选择合适的载体材料,使药物和基因/生长因子能被顺利高效地传递进入细胞发挥生物学作用。聚合物胶束是目前研究使用较多的一类双功能药物载体材料。但是聚合物胶束的制备过程相对繁琐,且其结构和性质不易调控,制备或使用环境的微小变化即可引起胶束载药量、粒径、形貌等物理性质的变化。本研究通过结构设计,分别制各了树枝状大分子修饰的β-环糊精星型阳离子聚合物、功能聚合物修饰的氧化石墨有机/无机杂化纳米粒子、肝素修饰的超分子水凝胶三类材料,并将其用于药物与基因/生长因子共传递的研究。通过一系列测试手段对材料的物理和化学性质进行了表征,并通过体外细胞实验初步探索了所得材料用作多功能载体的可行性,取得了较好的研究进展。主要研究内容包括：
⑴星型阳离子共聚物用作药物与基因共传递载体的研究。通过点击反应将全-6-叠氮-β-CD与含端炔基的树枝状聚赖氨酸偶联,得到一类以β-环糊精为核、树枝状聚赖氨酸为臂的7臂星型阳离子共聚物CD-PLLD。通过核磁、红外、GPC等手段对其结构进行了表征;并探索了CD-PLLD用作基因载体和药物载体的可行性。实验结果证实,CD-PLLD可与DNA形成结构紧密的复合物,并表现出良好的体外基因传递效果;同时,CD-PLLD对模型药物氨甲喋呤(MTX)也有良好的负载和控释效果。体外细胞实验证实,CD-PLLD具有良好的生物相容性,有望在药物与基因共传递方面得到广泛应用。
⑵PEI修饰的氧化石墨用作药物与基因共传递载体的研究。通过酰胺化反应设计合成了PEI修饰的氧化石墨(PEI-GO)纳米载体,PEI的引入不仅可改善氧化石墨的水分散稳定性,还赋予材料基因载体功能。通过紫外一可见光谱、荧光光谱、Zeta电位等手段研究了PEI-GO对盐酸阿霉素的负载能力及其物理性质,并通过体外细胞实验证实PEI-GO对DOX具有良好的传递能力。同时,将PEI-GO与DNA复合,通过Zeta电位、凝胶电泳、体外基因转染实验等考察了PEI-GO用作基因与药物共传递载体的可行性。体外细胞实验证实,PEI-GO具有良好的生物相容性。
⑶肝素修饰的氧化石墨用作药物与生长因子共传递载体的研究。通过点击反应设计合成了肝素修饰的氧化石墨(Hep-GO)纳米载体,肝素的引入不仅可改善氧化石墨的水分散稳定性,还赋予材料生长因子载体功能。通过紫外一可见光谱、荧光光谱、Zeta电位、透射电镜等手段研究了Hep-GO对盐酸阿霉素(DOX)和粒细胞集落刺激因子(G-CSF)的负载能力及其物理性质;通过体外释放实验研究了该Hep-GO用作药物与生长因子双载体的可行性,实验证实,Hep-GO对DOX和G-CSF有较高的负载效率,且对所负载药物有独立的持续释放行为。
⑷超分子水凝胶用作药物与生长因子共传递载体的研究。通过点击化学反应设计合成了肝素修饰的Pluronic F-127(Hep-F-127),所得共聚物在水溶液中通过疏水自聚集作用将疏水抗癌药物喜树碱负载于胶束的核,通过肝素与生长因子的相互作用将G-CSF负载_丁胶束的壳,得到同时负载喜树碱和G-CSF的双重载药胶束;该双重载药胶束进一步通过与α-环糊精的主客体相互作用,制得双重载药的超分子水凝胶材料。利用紫外—可见分光光度计、透射电镜、X-射线衍射、流变仪等多种测试手段对材料的物理性质进行了表征,发现凝胶材料的粘弹性等物理性质可通过α-环糊精的浓度调节。该凝胶材料对所负载的喜树碱和G-CSF有长时间、持续且可控的体外释放效果,且可长时间保持药物的生物活性。