中国药科大学陈维课题组 ACS AMI：基于超支化聚碳酸酯的超小两性离子胶束介导肿瘤高效富集

2023-01-13 来源：高分子科技

两性离子材料作为PEG的替代品，具有更强的水化能力，在抗蛋白质吸附、抗生物膜形成和提高蛋白质稳定性等方面展现优势。目前两性离子聚合物主要通过可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）和原子转移自由基聚合（ATRP）的方式获得，其体内降解性能较差，可能造成累积毒性影响长期使用。生物可降解两性离子聚合物的开发将会推动此类材料在生物医药领域的发展和应用。

近期，中国药科大学工学院陈维教授团队利用“一锅法”开环聚合环碳酸酯单体制备了功能型超支化聚碳酸酯，后可控修饰羧酸甜菜碱获得生物可降解的两性离子超支化聚碳酸酯，用于解决纳米载体应用过程中的体内快速清除、肿瘤部位富集、渗透差和细胞摄取效率低等问题（图1）。

图1 两性离子超支化聚碳酸酯的合成

研究人员利用两性离子超支化聚碳酸酯直接水溶自组装，随后紫外光照得到交联两性离子化胶束（X-CBM）。静脉注射后，相较未交联两性离子化胶束（CBM），X-CBM能维持胶束结构的稳定，避免被解离成单聚体而发生快速的肾脏清除。在注射12 h后小鼠血液仍呈现出明亮的荧光信号，交联结构和两性离子化外壳显著延长了胶束的血液循环时间（图2A-B）。在荷瘤小鼠模型中，X-CBM随时间累积在肿瘤部位实现明显富集并长时间滞留（>120 h）（图2C）。肿瘤中X-CBM含量远高于PEG化胶束（X-PEGM）且在正常器官肝脏、脾脏中分布较低（图2D,E），这表明X-CBM在血液循环过程中能有效逃避RES系统的清除。蛋白结合-解离常数证明X-CBM与血清或免疫球蛋白（IgG）有着更低的结合力，导致其在体内与X-PEGM有着明显的药代动力学行为（图3A）。X-CBM表现出的血液长循环、肿瘤高富集、长滞留等特点也使其载紫杉醇药物后在4T1皮下瘤小鼠模型上表现出有效的肿瘤抑制效果（图3B-D）。该研究工作以"Robust Construction of Super-Small Zwitterionic Micelles Based on Hyperbranched Polycarbonates Mediate High Tumor Accumulation"为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。文章第一作者是中国药科大学博士研究生赵昌顺，通讯作者为中国药科大学黄德春教授和陈维教授，该研究得到国家自然科学基金的支持。

图2 胶束在的药代动力学和活体荧光成像分析

图3 胶束与血清的解离常数测试（MST）和药效学评价

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.2c20056

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（责任编辑：xu）

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