1.课题研究背景
恶性肿瘤一直是威胁人类生存的重大疾病之一，化疗是治疗恶性肿瘤的首选方案。然而化疗药物的毒副作用大，使得大多非选择性的化疗药物的应用受到限制。因此，提高药物的靶向性，选择性地将药物递送到肿瘤组织，杀伤肿瘤细胞，降低对正常组织和细胞的损伤，有着重要的临床意义与价值。
大部分抗癌药物发挥药效的前提是进入细胞，甚至是进入胞内的某个特殊的细胞器， 故提高药物的细胞摄取率是研究化疗药物递送载体所需要解决的重大问题。因此，大多数抗癌靶向载体设计的主要目标首先是保证药物在肿瘤部位的足够累积；次要目标是实现高效跨膜转运进入肿瘤细胞。
pH 敏感型靶向给药系统是一种环境响应型给药系统，指通过响应生物体内外环境的不同信号刺激，包括温度、超声波、光、酶、pH以及还原电位等的变化，而发生自身理化性质或化学结构的显著变化，从而实现治疗药物在特定部位中富集的一种智能型给药系统。该给药系统具有介导治疗药物靶向性传递，控制治疗药物释放，增强细胞摄取，提高治疗药物疗效，降低机体全身毒副作用等特性。pH 敏感型靶向给药系统不仅能够延长治疗药物在体循环的驻留时间，增加治疗药物在肿瘤组织富集的机率，在一定程度上，也降低了给药剂量和化疗药物对机体的毒副作用。另外，当 pH 值降低时，又能增加组织细胞对治疗药物的摄取率从而提高疗效。因此，该给药系统有望通过响应 pH 值的变化，有效递送治疗药物，成为靶向性治疗的新型制剂技术和工艺。
聚酰胺-胺（ Polyamidoamine，PAMAM）树状聚合物是一种高度分支的阳离子聚合物[1]， 由 Tomalia 博士于 1985 年开发得到[2]，它是以乙二胺为核，通过迈克尔加成反应多次循环 制备得到。作为一种极具潜力的药物载体，其具有尺寸为纳米级、分子量均一、水溶性高、 结构规整、末端官能团可修饰、表面高官能团密度高及内部疏水空腔较大等优势[3,4]。同时，PAMAM 荷正电，易与荷负电的细胞膜结合，具备良好的入胞能力[5]，可介导药物高效入胞，提高其细胞摄取效率以发挥更大疗效[6]。然而，由于 PAMAM 本身粒径小（~5 nm） 易于被体循环清除或被巨噬细胞快速识别而吞噬，非特异地聚集在肝脏和肾脏[7,8,9]。同时，未经修饰的PAMAM表面富集正电荷，会导致血细胞被破坏，带来严重的毒副作用[10,11]，使得其应用受到大大限制[12]。因此，很多研究致力于对 PAMAM 表面进行修饰以掩盖其正电荷或者增大其粒径，其中在 PAMAM 外部接枝聚乙二醇（Poly(ethylene glycol)，PEG） 是主要的修饰手段[13,14]。此外，也有许多其他的化合物[15]被用于修饰阳离子载体以降低其毒副作用如聚唑啉类、聚甜菜碱类、多糖、N-（2-羟丙基）甲基丙烯酰胺（HPMA），这些修饰材料被认为比 PEG 更稳定、有效。然而，这些方法在屏蔽阳离子纳米载体正电荷以降低载体毒副作用的同时也降低了其入胞能力。因此，寻找一种新的可灵活响应的修饰材料以克服以上矛盾显得尤为重要。
二甲基马来酸酐（2,3-dimethylmaleic anhydride，DMMA）是马来酸酐的衍生物，在碱性条件下可与氨基反应生成对酸敏感的酰胺键，形成末端带羧基的载药纳米粒，使其带负电荷。在一定条件下，酰胺键易发生水解，处于游离状态的氨基在酸性环境下发生质子化，使载药纳米粒重新带正电荷，即所谓的电荷反转。带正电的载药纳米粒在体内经血液循环时易被血液中的血浆蛋白及血细胞吸附，不利于治疗药物的靶向运输。目前研究中所运用电荷反转可以巧妙解决上述问题。载药纳米粒在血液中循环时，带有负电，使其与血液中的血浆蛋白及血细胞相互排斥从而不被清除，通过 EPR 效应进入肿瘤组织后，载药纳米粒因组织环境中pH 的变化而发生电荷的反转，使载药纳米粒带正电，从而增强细胞膜对载药纳米粒的吸附作用。
阿霉素（Doxorubicin，DOX），又称多柔比星，是一种广谱抗肿瘤药，可抑制RNA 和DNA的合成，对多种肿瘤均有治疗作用，主要适用于急性白血病；对于恶性淋巴瘤，可作为交替使用的首选药物；乳腺癌、肺癌、膀胱癌等其他各种癌症都具有一定疗效，常与其他抗癌药物联合使用。但DOX抗瘤谱较广，会对机体产生较广泛的生物化学效应，具有强烈的细胞毒性作用，使其在临床上的应用受到了一定的限制。因此，开发出一种安全有效的给药系统，使药物在机体内发挥治疗作用，显得至关重要。
PAMAM分子内部存在可调节疏水大空腔，可以用于包载药物，并利用EPR效应能够有效的将药物富集在肿瘤组织环境中，且进入肿瘤细胞内，从而抑制肿瘤细胞的生长，产生治疗效果。另外，通过疏水作用将DOX包裹于PAMAM内部大空腔内，可提高其载药量与包封率。本课题设计中，以 PAMAM G5作为载体母核，DMMA作为电荷反转介质合成PAMAM-DMMA肿瘤间质pH敏感型靶向载体，拟以DOX作为抗肿瘤模型药物制备PAMAM-DMMA/DOX纳米粒。PAMAM-DMMA载体在正常生理环境（pH 7.4）中，荷负电，可防止被巨噬细胞迅速清除，延长其在血液循环中的滞留时间，从而起到在肿瘤组织环境中（pH 6.5）浓集的效果，巧妙地发生电荷反转，增强了肿瘤细胞对药物的摄取率和药物释放的靶向性。肿瘤酸度活化导致电荷发生反转，也恢复了该载体的细胞毒性，进一步抑制肿瘤细胞的生长。因此，该智能型的新型载体在增强肿瘤药物疗效方面具有很大的应用潜力。
2.拟研究或研究解决的问题
