开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
- 研究背景
纳米给药系统有体积小、比表面积大的特点。有利于细胞对药物的吸附和吞噬，从而促进机体对药物的吸收以及药物在靶点聚集，从而提高疗效; 另外，它能将活性分子吸附、包裹、分散或偶联于体系中，因此，在转运至靶点的途中，药物能被有效保护，逃避酶解作用和免疫清除; 它不仅能运输亲水性分子，也能传送不适于静脉注射的疏水性分子。基于高分子材料设计的纳米药物载体有良好的生物相容性，不但可以提高药物在血液中的稳定性，而且具有靶向、缓释和控释的功能，能显著延长药物的作用时间，极大改善药物的药效学和药代动力学性质，又可以减少患者的服药次数，增加依从性。
目前多数抗肿瘤药物选择性低，治疗窗小，毒性大，在抑制和杀害肿瘤细胞的同时，也会对机体的正常细胞、组织、器官造成损害，造成患者生活质量下降，甚至导致化疗中断，致使化疗失败。抗肿瘤纳米药物递送系统已成为抗肿瘤药物研究领域的热点和重点。与传统抗肿瘤药物制剂相比，抗肿瘤纳米药物递送系统呈现出多种优点，如显著改善药物的溶解度，提高药物的稳定性，延长其血液循环从而提高药物疗效; 增加靶区药物浓度，降低其在非靶向部位的分布，减少不良反应等。
- 研究意义
本课题拟构建及确证ROS敏感的两亲性葡聚糖衍生物，用此衍生物与一个可以对活性氧敏感的疏水分子(如苯硼酸)通过化学偶联，形成的两亲性聚合物在水中自组装形成胶束，可以用于负载疏水性的抗肿瘤药物。得到的载药胶束可以被动靶向至肿瘤再被ROS触发解体释放药物，促进靶向药物的转运。为设计简单而有效的ROS敏感性纳米颗粒药物递送系统用于选择性癌症治疗提供新的思路。
- 文献综述
- 抗肿瘤纳米药物研究进展
纳米载药系统与传统载药系统相比, 能够增加药物的稳定性、生物利用度和靶向性, 同时还具有较好的可降解性[1]。纳米药物的发展始于20世纪60年代, 科学家提出应用纳米脂质囊泡 (即脂质体) 进行药物递送。此后, 大量的纳米药物递送系统在后续研究中研发出来。目前, 抗肿瘤纳米药物根据其构成方式可大致分为脂质体、聚合物胶束、纳米颗粒和聚合物-药物偶联物和无机纳米颗粒等。在获得临床批准的纳米药物中, 脂质体有10种、聚合物胶束有2种、纳米颗粒有2种、无机纳米颗粒有1种。但是, 尚未有聚合物-药物偶联物获得临床批准[2]。
- 葡聚糖在纳米给药系统中的应用
葡聚糖是常见的生物大分子，不仅有极好的生物可降解性，而且还有良好的生物相容性; 它和它的衍生物是构建纳米给药系统的功能聚合物[3]。它们当中有些纳米载体充分利用细胞内微环境和细胞外部刺激，对药物可控释放的功能，能起到提高生物利用度和改善药物疗效的作用。葡聚糖易于化学修饰，通过醚化、酯化、酰胺化和氧化等反应，可以衍生出形形色色的糖缀合物[4]; 特别是，葡聚糖有极好水溶性、生物相容性和可降解性，也能增进给药系统的稳定性，避免在血液循环中沉聚。用一疏水分子与葡聚糖衍生物可进行化学耦合得到双亲性的接枝物，其有自组装形成胶束的功能,可负载药物，尤其是可增大疏水性药物的溶解度。
- 活性氧簇（ROS）在药物递送中的应用
活性氧( reactive oxygen species，ROS) 是机体氧化应激时产生的主要分子，在多种生理和病理过程中都起着重要的作用。正常情况下生物体内的 ROS 始终保持着极低的平衡水平，而在多种疾病如心血管疾病、糖尿病、肿瘤、炎症组织中的线粒体中 ROS水平远大于正常细胞[5]。肿瘤细胞线粒体中存在的高水平活性氧,故可利用靶细胞内外ROS 的含量差异，采用ROS 敏感材料构建的 ROS响应型智能纳米药物载体，控制药物分子的胞内释放[6]。活性氧响应性材料在炎性疾病成像、药物递送和治疗中已初步显示出了优势[7]。 Gupta 等设计了ROS敏感自组装纳米胶束，用于炎症组织的疏水药物释放[8]。Cheng等构建了ROS,pH 双重敏感的两亲多嵌段共聚物构成的超分子水凝胶，用于共载亲水和疏水药物，可显著促进药物的释放速率[9]。Song研究了一种基于芳基硼酸脂的 ROS响应聚合物胶束。在ROS环境 H2O2刺激下，芳基硼酸脂降解变成苯酚基团，进而触发疏水链段降解，胶束解体，促进包封的药物快速释放[10]。
- 两亲性聚合物在药物递送中的应用
两亲性聚合物主要是通过共价键将它的亲水区域和疏水区域相连而形成的大分子聚合物。与表面活性剂类似，两亲性聚合物同样具有亲油部分和亲水部分[11]。研究表明, 将DOX负载于PLA和聚羟基乙酸 (polyglycolic acid, PGA) 共聚的PTX纳米颗粒上形成的聚合物胶束, 可以明显提高DOX自身的抗肿瘤活性[12]。两亲性胶束对疏水性药物起到了增溶的作用, 使得药物在体内传输时不易被降解[13]。由PEG和PLA组成的PTX聚合物胶束, 已应用于肺癌和乳腺癌等疾病的治疗。两亲性胶束作为药物运输载体包裹药物, 不仅可以实现药物实现药物的增溶与缓释, 还能明显提高药物对肿瘤组织的靶向性, 显著减少药物的不良反应[14]。
- 研究内容与方法
- ROS敏感型两亲性葡聚糖衍生物的构建
本课题拟用葡聚糖作为骨架引入修饰基团，加入适量的活化剂，在合适的反应溶剂中，得到ROS敏感型两亲性葡聚糖衍生物，在水溶液中能够自组装为纳米胶束，对难溶性药物具有优越的负载和增溶能力。并在直接溶解法、乳化溶剂挥发法及透析法等载药工艺中选择最优的制备方案，尽可能地促进药物进入胶束内核，起到优良的增溶效果，增加载药量，靶向效率，有效延长药物作用时间，提高药物的生物利用度。
- ROS敏感型两亲性葡聚糖衍生物结构确证
- 以高速冷冻离心和荧光法测定所制胶束包封率和载药量；
- 测定所制胶束的粒径、zeta电位、CMC,并用透射电镜(TEM)观察其形态,荧光扫描、红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热分析(DSC)和广角X-粉末衍射(WARD)研究其理化性质；
- 通过1H-NMR确证其化学结构并计算其与疏水基团的接枝率；
- 研究所制胶束是否具有ROS响应，设计小分子NBC体外模拟ROS，对其侧链基团进行氧化裂解实验，并考察其对ROS反应的敏感性程度；
- 制备ROS非敏感两亲性葡聚糖衍生物作为对照组，与所制ROS敏感型两亲性葡聚糖衍生物进行对比。探究所得ROS敏感型两亲性葡聚糖胶束是否优于对照组。
五、拟突破的难点和创新点
