摘要
对于中晚期癌症患者，化疗仍然是主要治疗方法。但由于化疗药物存在生物利用度低、缺乏靶向机制和快速的全身代谢等缺陷，肿瘤治疗效果受到严重阻碍。近年来，以纳米技术为基础的递送策略被用来解决肿瘤中药物浓度的问题。其中，纳米前药交联复合水凝胶通过延长药物代谢时间、改善药物机体分布和减少机体刺激等特性，具有良好的获得性治疗潜力。然而，当前的纳米前药交联复合水凝胶仍存在诸多不足，如载药能力有限、粘附力较弱、靶向治疗效果不佳、药物无法在瘤内有效滞留等。因此，有必要设计一种可同时克服以上缺陷的智能纳米前药交联复合水凝胶。 基于以上研究背景，本研究利用羧甲基壳聚糖（CMCS）和双药物小分子前药（Pt（Ⅳ）-1）进行交联构建协同纳米前药（CMCS-Pt（Ⅳ）-1）,并进一步被双醛基化聚乙二醇（DF-PEG）交联，制备肿瘤微环境响应性的纳米前药交联复合水凝胶（Pt-Gel)。以期实现肿瘤局部可注射性以及自适应性，同时通过响应肿瘤胞外微环境实现纳米前药的高效释放，再利用纳米前药响应胞内微环境增加它在肿瘤组织的富集能力以及可控释放。具体研究内容如下: （1）将双药小分子Pt（Ⅳ）-1与CMCS交联形成CMCS-Pt（Ⅳ）-1纳米前药（粒径为153 nm）,进一步通过席夫碱键合DF-PEG制备出纳米前药交联复合水凝胶。使用红外光谱仪（FTIR）验证了 Pt-Gel的成功合成。通过流变仪等表明Pt-Gel具有较高的力学性能和粘附性。两种前体的短凝胶化时间和良好的流动性显示了 Pt-Gel可注射特性。此外，从微观和宏观两个层面检测了水凝胶的自修复行为，经过反复的破裂-愈合循环，水凝胶可以适应肿瘤组织的多级孔隙结构，增大与肿瘤细胞的有效接触。在肿瘤胞外微酸环境下（pH6.8）,Pt-Gel通过动态希夫碱键的降解高效释放纳米前药（粒径为148 nm）,纳米前药能够响应肿瘤胞外微环境，并进一步通过氨基质子化增加其表面电位，促进纳米前药的渗透、细胞摄取，纳米前药在胞内微环境下（pH5.0和高GSH浓度）通过等电点效应增强其聚集和滞留能力，获得更高的抗肿瘤功效。 （2）利用细胞实验验证纳米前药交联复合水凝胶的体外药理学性能。用FITC修饰的纳米前药在pH6.8条件下能被肿瘤细胞有效摄取,进一步响应肿瘤胞内微环境进行有效聚集，可以高效释放顺铂和去甲斑蝥素，通过协同作用触发肿瘤细胞毒性和凋亡。Pt-Gel与肿瘤细胞（H22、MCF-7、HepG2）共孵育，细胞存活率依次为27.40％、23.59％、30.77％。;细胞凋亡率分别为82.39％、73.77％、87.74％。通过细胞划痕实验表明Pt-Gel可有效抑制肝癌细胞迁移（迁移率为26.63％）。同时，通过溶血现象评估血液-水凝胶相互作用，表明水凝胶具有出色的组织相容性和安全性。 （3）原位注射纳米前药交联复合水凝胶验证体内抗肿瘤功效。皮下粘附性实验表明该纳米复合水凝胶具有较好的组织附着力，且在注射后72 h可完全消失，显示出良好的体内降解性，可以高效释放纳米前药。在构建H22鼠肝癌模型中，纳米前药展现出改善的肿瘤蓄积和显著的抗肿瘤功效，肿瘤生长抑制率为77％。此外，从不同器官的组织学评价来看，纳米前药交联复合水凝胶可完成药物瘤内高效富集，增强抗肿瘤疗效，并对正常器官的损伤很小。 综上所述，局部注射的纳米前药交联复合水凝胶由于响应肿瘤微环境，可获得纳米前药的高效释放，通过电位的变化增强纳米前药黏附和细胞摄取能力，进一步响应胞内微环境实现前药胞内沉积和可控释放，完成原位协同抗肿瘤治疗。因此，这种可注射和GSH/pH响应的纳米前药交联复合水凝胶具有巨大的应用潜力，可作为协同癌症治疗的长期药物输送平台。
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