氢键驱动瓶刷共聚物搭载"二合一"前药实现协同化疗/光热抗肿瘤治疗

本研究针对肿瘤协同治疗需求，创新性地构建了基于氢键(H-bond)的超分子瓶刷共聚物胶束FU-IR780@P1。华中科技大学化学与化工学院团队设计含二氨基吡啶(DAP)和聚环氧乙烷(PEO)的瓶刷无规共聚物载体，通过将化疗药物5-氟尿嘧啶(FU)与光热剂IR780耦联制备多功能前药，利用DAP/FU氢键相互作用实现pH/温度响应性药物释放，为智能抗肿瘤治疗提供了新策略。

　　

在肿瘤治疗领域，化疗与光热治疗的协同增效一直是研究热点，但传统递药系统存在载体复杂、响应机制单一等问题。如何构建智能响应型多功能纳米药物，实现化疗药物与光热剂的精准协同递送，成为突破现有治疗瓶颈的关键。

华中科技大学化学与化工学院生物材料与医用防护材料湖北省工程研究中心的研究人员创新性地利用氢键(H-bond)相互作用的独特优势，开发了一种基于瓶刷共聚物的超分子纳米药物体系。该团队设计合成含二氨基吡啶(DAP)和聚环氧乙烷(PEO)侧链的降冰片烯基瓶刷无规共聚物P(NBDAP-co-NBPEO)(简称P1)，通过将化疗药物5-氟尿嘧啶(FU)与近红外荧光光热剂IR780共价耦联，构建了集氢键位点、化疗、光热和荧光成像于一体的"二合一"前药FU-IR780。研究证实，基于DAP/FU氢键介导的自组装形成的FU-IR780@P1纳米药物，能响应肿瘤微环境pH和外部光热产生的温度变化实现药物可控释放，在小鼠模型中展现出显著的协同抗肿瘤效果。

关键技术方法包括：1) 通过开环易位聚合(ROMP)合成瓶刷共聚物载体；2) 酰胺缩合反应制备FU-IR780前药；3) 氢键相互作用引导的超分子自组装；4) 体外验证pH/温度双重响应性释放行为；5) 体内外评估化疗/光热协同治疗效果。

【研究结果】

1. 材料设计与表征：¹H NMR证实成功合成含DAP和PEO侧链的瓶刷共聚物，动态光散射显示其可形成粒径约120 nm的胶束。

2. 前药构建与性能：质谱验证FU-IR780的分子结构，该前药在808 nm激光照射下表现出显著光热转换效率(η=32.7%)和pH敏感性降解特性。

3. 纳米药物组装：荧光猝灭实验证实FU-IR780通过DAP/FU氢键作用装载入P1胶束，载药量达18.5 wt%，体外释放实验显示pH 5.0条件下48小时释放率达76.3%。

4. 协同治疗效果：体内实验表明，FU-IR780@P1联合激光照射组肿瘤抑制率(91.2%)显著高于单治疗组(FU组52.3%，IR780组64.7%)，活体荧光成像证实其肿瘤靶向蓄积能力。

该研究创新性地将氢键化学与瓶刷聚合物拓扑结构相结合，为解决多功能纳米药物精准组装与可控释放提供了新思路。通过"二合一"前药设计实现了化疗/光热治疗的时空同步，其pH/温度双重响应特性完美匹配肿瘤微环境特征。这种基于非共价作用的超分子策略为开发新一代智能抗肿瘤制剂开辟了道路，相关成果对推动聚合物纳米医学发展具有重要启示意义。