中國科學(xué)院成都生物研究所李幫經(jīng)研究員長期致力于基于環(huán)糊精主客體識(shí)別的自組裝生物醫(yī)藥材料研究,針對(duì)傳統(tǒng)的刺激響應(yīng)性聚合物膠束的缺陷,借鑒均聚物正交自組裝的方法,利用環(huán)糊精與二茂鐵的可逆性主-客體識(shí)別作用將二茂鐵修飾的聚乙二醇單甲醚與β-環(huán)糊精修飾的N-異丙基丙烯酰胺通過可逆的非共價(jià)鍵鏈接來構(gòu)筑超分子嵌段共聚物mPEG-Fc/ PNIPAM-β-CD,并研究其氧化劑和溫度的雙重環(huán)境刺激響應(yīng)性行為。在水溶液中,當(dāng)溫度高于PNIPAM的臨界轉(zhuǎn)變濃度時(shí),完全親水的超分子嵌段共聚物mPEG-Fc/ PNIPAM-β-CD將會(huì)變?yōu)閮捎H性分子,并進(jìn)一步在水中自組裝為膠束結(jié)構(gòu)進(jìn)行藥物的包裹(如圖所示)。當(dāng)加入雙氧水作為氧化劑時(shí),由于雙氧水二茂鐵氧化為帶正電的離子態(tài)Fc+,F(xiàn)c+不能與環(huán)糊精產(chǎn)生包合,使得原有的包合結(jié)構(gòu)瓦解,并伴隨著藥物的部分釋放,超分子嵌段共聚物變?yōu)閙PEG-Fc+和PNIPAM-β-CD。而由于此時(shí)溫度仍然在PNIPAM的LCST之上,PNIPAM-β-CD可以二次組裝形成以PNIPAM鏈段為疏水性內(nèi)核,以β-CD為親水性外殼的次級(jí)膠束結(jié)構(gòu),并將部分藥物包裹在此次級(jí)膠束結(jié)構(gòu)之中。當(dāng)進(jìn)一步降低體系的溫度至PNIPAM的LCST之下時(shí),PNIPAM鏈段完全變?yōu)橛H水,使得次級(jí)膠束結(jié)構(gòu)瓦解,伴隨著藥物的完全釋放。該膠束體系具有釋放可控的優(yōu)良特性,可以利用腫瘤細(xì)胞內(nèi)的高濃度的H2O2環(huán)境與簡單的冰敷降溫或冷凍探針方法,實(shí)現(xiàn)藥物的定量釋放。
相關(guān)文章發(fā)表在國際權(quán)威雜志ACS Macro Letters上。
制備流程