基于聚磷酸酯的功能性高分子载体的设计合成及性能研究

本项目结合开环聚合、ATRP、点击化学和聚合物反应等方法，选择合适的有机试剂修饰聚合物侧基，获得结构多样化的聚磷酸酯基嵌段共聚物，以适合不同的应用领域。为探索简单易行的两亲性聚酯的合成及功能化方法，构筑结构多样、低毒性的多功能高分子载体，首先设计合成多种环状磷酸酯单体，选择不同结构的有机化合物或低聚物作为引发剂，引发磷酸酯单体与ε-己内酯共聚，制备端基功能化且侧链含有丙烯酰氧基的两亲性聚酯。再通过聚合物反应和点击化学方法，使亲水性聚磷酸酯单元或链段的侧基带有功能性基团（如羧基、氨基、羟基、磺酸基、半乳糖等），从而获得端基和侧链均可修饰的生物可降解型两亲性聚酯。在此基础上，制备具有刺激响应性的（如pH响应性、磁响应性、荧光响应性等）聚磷酸酯基嵌段共聚物，作为药物和基因载体。利用功能性聚磷酸酯大分子单体，获得在室温下可原位快速形成的阳离子型水凝胶，用于药物的均匀负载及控制释放。我们进一步选择抗肿瘤药物紫杉醇作为引发剂，合成基于聚磷酸酯的紫杉醇前药，并将靶向基团叶酸键合在分子末端。通过一系列测试，验证上述几种聚合物具有结构精致、易功能化修饰、低毒性、靶向作用好、高的细胞内吞效果和转染效率等优点，并具有生物可降解性。. 在研究过程中，我们对各种聚合物的结构进行详细表征，研究聚合物链段长度、功能性基团、外界刺激等因素对高分子载体的纳米结构、粒径、生物相容性、载药性能的影响。这些研究从学术方面拓展了生物可降解聚合物的多功能化方法，探索了新型生物医用高分子载体的结构与性能的关系，从而为这类材料的深入研究提供重要的理论依据，并提出潜在的应用意义。. 项目组已较好地完成预定研究目标，主要取得以下成果：(1) 设计合成多种基于聚磷酸酯的刺激响应性嵌段和刷形共聚物、原位快速形成水凝胶等，丰富了聚磷酸酯类药物和基因载体的结构，以适应不同的应用需求；(2) 将开环聚合、ATRP、点击化学反应和聚合物反应相结合，拓展了它们在功能性聚磷酸酯合成中的应用；(3) 获国家发明专利授权5项，发表14篇SCI研究论文和2篇综述文章；(4) 在本项目研究基础上，项目负责人于2013年获得国家自然科学基金面上项目1项（21374066），课题组成员获得国家自然科学基金青年基金1项（21304061）；(5) 培养研究生获博士学位1名，获硕士学位7名，目前在读博士研究生3名，在读硕士研究生8名。