自組裝製備診療一體化聚合物囊泡

《自組裝製備診療一體化聚合物囊泡》是依託同濟大學，由杜建忠擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：自組裝製備診療一體化聚合物囊泡
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：杜建忠
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

聚合物囊泡在近來有很大進展，但是在其多功能化方面依然存在很多挑戰。本項目將合成對癌症靶向的含葉酸的聚合物，運用大分子自組裝製備符合水溶性、生物相容性、靶向性、無毒或者在使用濃度範圍內低毒性、載藥、磁共振成像造影等要求的多功能聚合物囊泡。本項目創造性提出了用不對稱聚合物囊泡製備新型磁共振造影劑的構想，將造影劑螯合在囊泡膜中或者囊泡膜內表面上，實現低劑量、高弛豫率、載藥等目的，達到診療一體化的要求。一方面，利用不對稱囊泡膜內表面上羧基與鐵離子的作用，原位生成超順磁性氧化鐵納米粒子，製備具有高橫向弛豫率T2 磁共振成像造影囊泡。另一方面，利用囊泡膜上或者囊泡膜內表面聚多胺與順磁性釓的螯合作用，製備T1 磁共振成像造影囊泡。本項目綜合了有機合成、高分子合成、大分子自組裝、磁共振成像、生物醫學等多領域背景，具有高度學科交叉性和創新性，對製備新的納米生物醫藥材料、拓展新的交叉學科研究領域具有重要意義。

結題摘要

癌症的早期診斷和治療是醫學難題之一，主要原因在於缺乏高靈敏度的診斷方法和有效的治療手段。同時，癌症診療一體化還存在MRI造影劑靈敏度不夠、水溶性差、血液循環時間短、靶向性差、毒副作用大等問題。 本項目由嵌段共聚物自組裝形成的多功能囊泡作為一種新手段來有望解決上述問題，實現對癌症的精確診斷和靶向藥物輸送，達到診療一體化效果。該項目基本按照原計畫執行。我們設計了一系列不同性質的多功能聚合物囊泡，集腫瘤靶向基團、磁共振成像造影劑、抗癌藥物於一體，研究其在磁共振成像和藥物載體中的套用。 2014年，我們報導了同時包載T1磁共振成像造影劑BSA-Gd和抗癌藥物囊泡。隨後，提出了不對稱囊泡作為藥物載體的概念。2015年，設計了一種具有腫瘤靶向、高效T1造影（r1值達42.39 mM-1s-1）、高效載藥的可生物降解不對稱聚合物囊泡，顯著提高了腫瘤檢測效果和抗腫瘤效果。之後，又將四氧化三鐵造影劑引至囊泡中，製得可同時用於T2磁共振成像造影和藥物運輸的診療一體化囊泡。同時，針對腫瘤幹細胞，還研製出了一種EpCAM抗體修飾且同時包載siRNA和抗癌藥DOX·HCl的靶向型聚合物囊泡。2017年，我們開發了一種新的診療一體化聚合物囊泡，可同時用於磁共振成像和化療，其T2弛豫率高達611.6 mM-1s-1。體外和體內實驗均證實微量造影劑即可表現出優異的MRI造影效果。我們還進一步分析了囊泡具有超高弛豫率的原因，為設計更高效的磁共振成像造影劑提供了理論基礎。隨後，我們設計了可“呼吸”糖的高分子囊泡並提出“以糖治糖”的糖尿病治療新策略。相關研究成果在JACS等著名期刊發表。 以通訊作者在JACS, Adv. Mater., ACS Nano, Prog. Polym. Sci., Chem. Soc. Rev., Biomaterials，ACS AMI，Macromolecules, Biomacromolecules等著名期刊發表了標註該項目基金號的SCI論文38篇，被引超600次，其中1篇為ESI熱點論文，3篇為ESI高被引論文。獲發明授權專利8項，會議邀請報告24次，獲國家科技進步二等獎（3/15），挑戰杯上海市特等獎和全國二等獎，中國化學會高分子科學創新論文獎，中國複合材料學會優秀學位博士論文獎等。