热敏感型水凝胶的开发文献综述

 2023-02-03 10:02

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、实验背景

癌症是目前重大疾病中发病率最高的病种，据世界卫生组织国际癌症研究机构（IARC）发布的2020年全球最新癌症负担数据显示2020年全球新发癌症病例1929万例，2020年全球癌症死亡病例996万例。其中中国癌症死亡人数300万，占癌症死亡总人数30%，位居全球第一。

在过去的十年里，基因治疗一直是临床上发展最迅速的领域之一，它在治疗遗传性、后天性疾病方面显示出巨大的前景，它是最有可能从根本上治愈癌症等重大疾病的治疗手段。小分子干扰 RNA(siRNA)是沉默特定基因的RNAi的效应分子，但裸siRNA由于具有电负性、分子量大、极性强、半衰期短以及易被内源酶降解和肾小球滤过等缺点限制了其在临床上的应用。因此选取合适的载体成为了siRNA药物治疗过程中的重中之重。当前市场主要存在的基因药物载体可分为病毒载体和非病毒载体。病毒载体如腺病毒载体和逆转录病毒载体虽拥有较高的转染效率，但仍存在免疫原性高安全隐患大生产困难等弊端。非病毒载体如脂质体和水凝胶具有低免疫原型、低成本、易规模化等优点，具有更好的临床应用前景。

其中，水凝胶是一类具有亲水基团，能被水溶胀但不溶于水的具有三维网络结构的通过物理或化学方式交联的聚合物。根据制备方法（共聚与均聚）、电荷（正负中）以及机械和结构特性（无定形，半晶，氢键，超分子，或胶体）可以分成不同类型，根据Peppas的定义，水凝胶包含（1)由一个或多个共聚物反应产生的共价键，(2)由于链缠结而产生的物理交联，(3)包括氢键或链间强范德瓦尔斯相互作用的关联键，或(4）将两个或多个大分子链聚集在一起的微晶。自从1960年Wichterle和Lim用pHEMA合成了水凝胶以来，水凝胶一直保持着很高热度，由于其能保留大量的水，具有柔软性和弹性一致性，这些与活组织相似的特性以及高度的生物相容性使得它不仅在水土保湿剂以及化妆品领域有着广泛应用，还被广泛用作细胞培养的基质、组织工程的模板以及药物和细胞递送的载体。随着其应用面的提升而来的是人们对其性能提出了更高要求，因此研制和开发性能更为优良的高分子水凝胶材料已成为目前的研究热点。

近年来，对于能够感知外界微小刺激（智能性水凝胶stimuli-dependent sol-gel transition）的环境敏感性高分子水凝胶材料得到人们的广泛关注。经研究发现pH值、温度、溶剂组成、盐浓度、光场力场电场等环境的改变都可以使水凝胶响应这些变化而出现伴随着一系列性质改变的相转变。而在药物释放领域中，多是利用靶向部位的微环境特征进行如酶响应，或利用肿瘤细胞中的高活性氧ROS响应进行释放。但为了实现可控的释放，进一步实现纳米颗粒的合理分布从而降低副作用，通过外加光产生光热效应作为一种可控的物理刺激方法也被用于控释当中。

热敏型水凝胶根据响应变化分成上临界会溶温度（UCST）和低临界溶解温度（LCST）。上临界会溶温度是指具备温敏特性的聚合物在温度降低至某一特定温度时，会由原来的溶胀（溶解）状态，变为收缩（不溶）的这一温度。这种水凝胶多是由分子间氢键的可逆温度变化所形成的，比如通过聚乙烯氧化物和聚乙烯醇之间的氢键。而低临界溶解温度则是由不溶变成溶解状态，其原理在于加热后，疏水基团发生聚集，诱导相分离和水凝胶形成。

本文拟在设计一种可以对热响应的上临界会溶温度类型水凝胶，通过光热效应实现精准化、定位靶向的安全定量释放siRNA从而治疗肿瘤。

二、实验内容

水凝胶的设计合成与表征

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