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)
一、课题研究背景及研究意义(文献综述)
- 引言
近几十年来,5-氟尿嘧啶(5-FU)5-Fu)始终作为首选抗肿瘤代谢药物用于临床治疗食道癌、胃癌、结肠癌、卵巢癌、宫颈癌、肺癌和乳腺癌等多种癌症。尿嘧啶中的氢原子被氟原子取代后所得的5-Fu,由于氟的原子半径和氢原子相近,氟化物的体积与原化合物几乎相等,形成的C—F键又特别稳定,在代谢过程中不易分解,能以分子形式参与正常代谢,可与胸腺嘧啶合成酶牢固结合,是该酶的有效抑制剂。但由于5-Fu首过代谢明显,半衰期短,亲脂性弱,口服吸收不稳定,且治疗剂量和中毒剂量接近,因此对5-Fu进行结构修饰,延长5-Fu类药物在体内的滞留时间,增强其靶向性及选择性,最大限度地减小其毒副作用已经成为抗癌领域研究热点。
近年来,国内外学者从药理、代谢等角度出发,对5-FU进行结构修饰,卓仁禧、尹萍、Ouch学者的研究结果表明,对5-Fu的适当修饰可以克服其吸收性差的缺点,同时提高其选择性和生物利用度,减小其毒副作用。因此,如何得到安全可靠、稳定持续释放的5-FU局部给药系统,依然具有很高的研究意义。
- 多肽水凝胶及其响应性
凝胶是指三维网络结构的化合物与溶剂组成的体系,它是一种三维网络立体结构,凝胶可分为水凝胶和有机凝胶,水凝胶是最常见也是最为重要的一种。绝大多数的生物内存在的天然凝胶以及许多合成高分子凝胶均属于水凝胶。水凝胶在药物的控制释放方面有着广泛的应用。制备水凝胶材料主要有两大类,一类是合成高分子,一类是天然生物材料如多糖和蛋白质等。后者因其生物相容性好,引起了研究者的广泛关注。
多肽的性质与功能和它们的空间结构有着非常密切的关系。而诸如PH,离子,氧化还原,温度等环境因素发生变化时,都会使得多肽发生一定程度的自组装,形成具有空间结构的聚集体,从而产生特殊的响应功能。根据多肽的这一特性,我们可以通过设计实验并筛选出具有良好环境响应性和敏感性的多肽序列,使其自组装,聚集形成空间结构,同时多肽水凝胶还具有生物相容性好,体内易降解且无毒副作用物质生成等特性,故而其在药物递送系统中有着广泛的应用。
一些药物由于其自身化学性质的不稳定,在体内容易发生降解;还有一些药物疏水性很强,在人体内使用受到了很大的限制。多肽水凝胶作为一种新的药物递送体系,其对不同的环境条件具有敏感的响应性,易发生自组装聚集成高度有序的空间结构,同时又具有良好的生物相容性、可降解性、可注射给药。这些特征使得多肽水凝胶十分适用于药物的控制释放,多肽水凝胶中蕴含的大量水分及部分疏水基团的相互作用使其突破了药物亲疏水性的限制。
目前,对PH和胰酶双响应的多肽水凝胶报道较少,而人类的许多相关疾病,如癌症,都与机体内的环境有着十分密切的关系。如人体在正常生理条件下PH为7.4,胃部酸性为1.2,小肠PH为4.8-7.2,而癌变组织一般呈现弱酸性。同时胰蛋白酶在不同肿瘤组织间的表达也存在差异。Miyata(1999)采用明胶酶谱法和免疫印迹法,并结合免疫组织化学方法,研究了胰蛋白酶在不同肿瘤细胞系和组织中的表达。研究发现胰蛋白酶(Ogen)在胃癌和结肠癌中的表达水平较高,但在乳腺癌中很少。此外,Darmoul(2004)的研究成果表明肿瘤源性胰蛋白酶有助于结肠癌细胞的生长和侵袭。因此设计合成出具有特殊响应性的多肽水凝胶来用于生物医学材料研究有着十分重要的意义。
二、研究目的
筛选出具有胰酶和pH双响应的多肽序列,并对其PH响应区间及胰酶响应的最低成胶浓度进行考察,以构建出胰酶和PH双响应的多肽水凝胶体系。制备PH和胰酶双响应的水凝胶复合体系,利用水凝胶的多孔网络结构可以负载亲水性药物的性质实现药物的缓释,并运用胰酶和PH双响应达到进一步缓释的效果,用于抗癌药物5-FU的释放,并通过细胞实验对其进行疗效考察。同时对双响应多肽水凝胶材料理化性质及力学性能进行表征。并进行体外降解实验考察该多肽水凝胶的稳定性。为其他相关研究提供所需的基础性数据。
