分子印迹聚合物靶向递送5-氟尿嘧啶的优化开发与评价：癌症治疗的新策略

本研究针对5-氟尿嘧啶(5-FU)化疗药物存在的半衰期短、非特异性毒性等问题，开发了分子印迹聚合物(MIP)靶向递送系统。通过自由基聚合法合成MIP，经FTIR、SEM、TGA和DLS表征显示其具有高比表面积(210.56 m2 /g)和介孔结构。体外释放研究表明，MIP在pH 7.4和5.5条件下均能实现缓释，且对MCF-7和HCT-116癌细胞表现出特异性靶向作用，为肿瘤精准治疗提供了新思路。

　　

5-氟尿嘧啶(5-FU)作为临床常用化疗药物，在结直肠癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤治疗中发挥着重要作用。然而，其临床应用面临着半衰期短、全身清除快以及对正常组织非特异性毒性等挑战。这些局限性严重制约了5-FU的治疗效果，亟需开发新型递送系统来提高药物的靶向性和治疗效果。分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymers, MIPs)因其具有"分子记忆"功能、高稳定性和可调控性，成为解决这一问题的理想载体。

为应对这一挑战，研究人员开展了针对5-FU的分子印迹聚合物系统的开发与评价研究。该研究通过自由基聚合反应，以甲基丙烯酸(MAA)为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，成功合成了具有特异性识别5-FU能力的MIPs。研究团队采用多种先进表征技术对材料性能进行全面评估，并通过体外和细胞实验验证其递送效果。

在技术方法方面，研究主要采用：1)自由基聚合法合成MIP/NIP；2)FTIR、SEM、TGA和DLS进行材料表征；3)BET法测定比表面积和孔隙度；4)分子动力学模拟分析5-FU-MAA复合物稳定性；5)体外释放实验评估pH响应性；6)MTT法和流式细胞术检测细胞毒性和周期分布；7)共聚焦显微镜观察亚细胞定位。实验所用MCF-7和HCT-116细胞系购自印度国家细胞科学中心(NCCS)。

研究结果部分显示：

材料表征：优化后的MIP1批次表现出优异的性能参数，包封率达82%，结合容量72 μg/mg，比表面积210.56 m²
/g，显著优于非印迹聚合物(NIP)。FTIR分析确认了关键功能基团的存在，TGA显示MIP1起始降解温度达250°C，具有良好的热稳定性。

扫描电子显微镜：SEM图像显示MIP1具有均匀的球形结构和介孔纹理，这些纳米级空腔大大增加了比表面积，为药物负载提供了理想条件。

体外释放特性：在模拟生理环境(pH 7.4)和肿瘤微环境(pH 5.5)下，MIP1均表现出缓释特性，24小时累积释放量分别为68%和85%，明显优于NIP的快速释放。释放动力学符合Higuchi模型，表明扩散控制的释放机制。

分子动力学模拟：100 ns的模拟显示5-FU-MAA复合物结构稳定，RMSD维持在1.5 ?左右。氢键和范德华力分别贡献-4.2 kcal/mol和-2.3 kcal/mol的结合能，证实了相互作用的稳定性。

稳定性测试：MIP1在25°C和37°C下储存3个月后仍能保持90%以上的药物含量，显示出优异的长期稳定性，而NIP在相同条件下药物保留率显著降低。

细胞实验：MTT结果显示MIP-5-FU对MCF-7和HCT-116细胞的IC₅₀
分别为48.2 μg/mL和52.7 μg/mL，优于游离5-FU。共定位实验证实80%以上的MIP-5-FU定位于溶酶体，流式细胞术显示其可诱导G2/M期阻滞。

讨论与结论部分指出，该研究成功开发了具有pH响应特性的5-FU靶向递送系统。MIPs的高比表面积和介孔结构为药物负载提供了理想条件，而分子印迹形成的特异性结合位点则确保了药物的精准释放。体外和细胞实验证实，该系统不仅能延长药物作用时间，还能提高肿瘤靶向性，减少对正常细胞的毒性。特别是其在酸性肿瘤微环境中的响应性释放行为，为克服5-FU临床应用局限性提供了新思路。

这项研究的创新性在于：1)通过系统优化合成参数，获得了性能优异的MIPs；2)结合多种表征手段和分子模拟，深入阐释了材料性能与结构的关系；3)通过详尽的细胞实验验证了其靶向性和治疗效果。这些发现为开发新一代抗癌药物递送系统奠定了重要基础，对推动精准医学发展具有积极意义。论文发表在《Letters in Drug Design》期刊上，为相关领域研究提供了有价值的参考。