Введение
1 Обзор литературы 18
1.1 Наноразмерные частицы 18
1.2 Амфифильные полимеры и их роль в создании наночастиц. 19
1.3 Агрегация амфифильных полимеров в водных средах 21
1.4 Типичное строение блоков амфифильных полимеров 25
1.5 Методы синтеза амфифильных полимеров 26
1.5.1 Ионная полимеризация 28
1.5.1.1 Анионная полимеризация 28
1.5.1.2 Катионная полимеризация 28
1.5.2 Радикальные процессы 29
1.5.2.1 Использование нитроксидных свободных радикалов 29
1.5.2.2 Использование функциональных инициаторов 29
1.5.2.3 Радикальная полимеризация с использованием передатчиков цепи 30
1.6 Методы получения полимерных наночастиц 31
1.6.1 Методы получения наночастиц из предварительно синтезированных полимеров 32
1.6.1.1 Метод выпаривания растворителя 33
1.6.1.2 Метод эмульгирования / диффузии растворителя 35
1.6.1.3 Метод высаливания 36
1.6.1.4 Диализный метод 37
1.6.1.5 Использование сверхкритических жидкостей 37
1.6.1.6 Сшивание водорастворимых полимеров 38
1.6.2 Методы получения наночастиц полимеризацией мономеров 38
1.6.2.1 Эмульсионная полимеризация 39
1.6.2.2 Межфазная полимеризация 40
1.7 Применение полимерных наночастиц в медицине, фармацевтике и биотехнологии 41
1.7.1 Общие требования к полимерам, входящим в состав наночастиц биомедицинского применения 41
1.7.1.1 Биосовместимость полимеров 42
1.7.1.2 Выводимость полимера из организма 43
1.7.1.3 Особенности строения полимеров 44
1.7.2 Требования, предъявляемые к полимерным наночастицам 46
1.7.2.1 Заряд и гидрофильность 47
1.7.2.2 Размер полимерных систем доставки 47
1.7.2.3 Скорость выделения активного вещества из полимерных наночастиц 49
1.7.3 Области применения полимерных наночастиц в качестве систем доставки биологически-активных веществ 50
1.7.3.1 Противоопухолевая терапия 52
1.7.3.2 Доставка и защита белковых молекул 53
1.7.3.3 Препараты для лечения бактериальных и грибковых заболеваний 55
1.7.3.4 Иммобилизация других лекарственных веществ 55
1.7.3.5 Биомедицинская диагностика 56
2 Обсуждение результатов 60
2.1 Обоснование выбранных методов 60
2.2 Получение и исследование амфифильных полимеров N-винилпирролидона 65
2.2.1 Двухстадийный метод получения амфифильных полимеров N винилпирролидона 65
2.2.1.1 Изучение механизма полимеризации N-винилпирролидона в присутствии меркаптанов 65
2.2.1.2 Полимеризация N-винилпирролидона в присутствии меркаптанов 76
2.2.1.3 Синтез амфифильных производных полимеров N-винилпирролидона 80
2.2.1.4 Исследование строения амфифильных полимеров N-винилпирролидона, полученных двухстадийным методом 83
2.2.2 Двухстадийный метод получения амфифильных сополимеров N винилпирролидона, содержащих дополнительные
функциональные группы 87
2.2.2.1 Сополимеризация N-винилпирролидона с п-аллилоксибензальдегидом 88
2.2.2.2 Синтез амфифильных производных сополимеров N-винилпирролидона с боковыми альдегидными группами 98
2.2.2.3 Исследование водных растворов сополимеров N-винилпирролидона с боковыми альдегидными группами и их амфифильных производных 100
2.2.3 Одностадийный метод получения амфифильных полимеров N винилпирролидона 102
2.2.3.1 Изучение механизма полимеризации N-винилпирролидона в присутствии хлорангидидов карбоновых кислот 103
2.2.3.2 Полимеризация N-винилпирролидона в присутствии хлорангидидов карбоновых кислот 116
2.2.3.3 Исследование строения амфифильных полимеров N-винилпирролидона, полученных с использованием хлорангидридов 121
2.2.4 Получение функциональных производных амфифильных полимеров N-винилпирролидона, синтезированных с использованием одностадийного метода 124
2.2.4.1 Синтез амфифильных полимеров N-винилпирролидона, содержащих эпоксидные группы 125
2.2.4.2 Синтез амфифильных полимеров N-винилпирролидона, содержащих аминокислотные группы 127
2.3 Получение и исследование наночастиц на основе амфифильных полимеров N-винилпирролидона 131
2.3.1 Изучение растворимости амфифильных полимеров 131
2.3.2 Исследование поведения амфифильных полимеров в водных средах 133
2.3.3 Определение критической концентрации агрегации амфифильных полимеров N-винилпирролидона 136
2.3.4 Получение и характеристика полимерных наночастиц 141
2.3.5 Исследование свойств полимерных наночастиц 150
2.3.5.1 Изучение структурной организации полимерных наночастиц 150
2.3.5.2 Изучение механической устойчивости полимерных наночастиц 152
2.3.5.3 Изучение термической устойчивости полимерных наночастиц 153
2.4 Исследование биосовместимости амфифильных полимеров N винилпирролидона и наночастиц на их основе 156
2.4.1 Изучение взаимодействия амфифильных полимеров N винилпирролидона с компонентами крови 156
2.4.1.1 Исследование устойчивости полимерных наночастиц в присутствии компонентов крови 157
2.4.1.2 Изучение литического действия амфифильных полимеров на компоненты крови 158
2.4.1.3 Изучение активации системы комплемента в присутствии амфифильных полимеров 159
2.4.1.4 Изучение влияния амфифильных полимеров N-винилпирролидона на реологические свойства крови 160
2.4.2 Исследование цитотоксичности амфифильных полимеров N-винилпирролидона 164
2.4.3 Исследование токсичности амфифильных полимеров N-винилпирролидона 166 2.5 Разработка и исследование наноразмерных полимерных форм биологически активных и лекарственных веществ 172
2.5.1 Разработка и исследование модифицированных амфифильными полимерами N-винилпирролидона липосомальных форм биологически активных веществ 173
2.5.1.1 Получение модифицированных амфифильными полимерами N-винилпирролидона липосом 176
2.5.1.2 Исследование влияния амфифильных полимеров на свойства модифицированных липосом 178
2.5.1.3 Изучение стабильности липосом, модифицированных амфифильными полимерами 183
2.5.1.4 Исследование поведения липосом, модифицированных амфифильными полимерами, в условиях in vitro 186
2.5.1.5 Исследование поведения липосом, модифицированных амфифильными полимерами, в условиях in vivo 188
2.5.1.6 Получение и исследование модифицированной липосомальной формы противогрибковых антибиотиков 191
2.5.2 Разработка и исследование наносомальных полимерных форм
биологически активных веществ 198
2.5.2.1 Получение и исследование наноразмерных полимерных форм биологически активных белков 199
2.5.2.2 Получение и исследование наносомальной стабилизированной формы фактора свертывания крови IX 209
2.5.2.3 Получение и исследование наноразмерных полимерных форм противовоспалительных лекарственных веществ 221
3 Экспериментальная часть 254
3.1 Материалы 254
3.2 Методы 256
3.2.1 Полимеризация N-винилпирролидона в присутствии меркаптосоединений 256
3.2.2 Изучение кинетики полимеризации N винилпирролидона в присутствии меркаптосоединений 256
3.2.3 Синтез амфифильных производных полимеров, содержащих концевую карбоксильную группу 258
3.2.4 Синтез амфифильных производных полимеров, содержащих концевую аминогруппу 259
3.2.5 Синтез п-аллилоксибензальдегида 259
3.2.6 Сополимеризация N-винилпирролидона и п-аллилоксибензальдегида 260
3.2.7 Синтез амфифильных производных сополимеров N-винилпирролидона и п-аллилоксибензальдегида 260
3.2.8 Измерение мутности растворов сополимеров N-винилпирролидона и п-аллилоксибензальдегида 261
3.2.9 Синтез хлорангидрида стеариновой кислоты 261
3.2.10 Полимеризация N-винилпирролидона в присутствии хлорангидрида стеариновой кислоты 261
3.2.11 Изучение кинетики полимеризации N винилпирролидона в присутствии хлорангидрида стеариновой кислоты 262
3.2.12 Эпоксидированние амфифильных полимеров N-винилпирролидона 263
3.2.13 Модификация эпоксидированных амфифильных полимеров N-винилпирролидона аминокислотами 264
3.2.14 Анализ полимеров и сополимеров N-винилпирролидона и их амфифильных и функциональных производных 264
3.2.14.1 Определение содержания карбоксильных групп и молекулярной массы полимеров 264
3.2.14.2 Определение содержания аминогрупп и молекулярной массы полимеров 265
3.2.14.3 Определение содержания кетонных групп и молекулярной массы полимеров 265 3.2.14.4 Определение молекулярной массы полимеров методом паровой осмометрии 266
3.2.14.5 Определение содержания альдегидных групп
в сополимерах 266
3.2.14.6 Определение содержания эпоксидных групп в эпоксидированных полимерах 267
3.2.14.7 Определение содержания аминогрупп в модифицированных аминокислотами полимерах 267
3.2.14.8 Определение содержания карбоксильных групп в модифицированных аминокислотами полимерах 268
3.2.14.9 Спектральные методы исследования строения полимеров 268
3.2.15 Определение критической концентрации агрегации амфифильных полимеров 269
3.2.16 Получение полимерных наночастиц методом прямого растворения 270
3.2.17 Получение полимерных наночастиц диализным методом 270
3.2.18 Получение полимерных наночастиц эмульсионным методом 271
3.2.19 Получение полимерных наночастиц суспензионным методом 271
3.2.20 Измерение размеров полимерных наночастиц 272
3.2.21 Измерение -потенциала полимерных наночастиц 273
3.2.22 Определение морфологии и визуализация полимерных наночастиц 273
3.2.23 Изучение механической устойчивости
полимерных наночастиц 274
3.2.24 Исследование структурной организации смешанных полимер-липидных мембран 274
3.2.25 Получение липосом, модифицированных амфифильными полимерами N-винилпирролидона 274
3.2.26 Исследование стабильности модифицированных липосом 275
3.2.27 Включение фунгицидов в липосомы, модифицированные амфифильными полимерами 276 3.2.28 Исследование стабильности модифицированных липосом с фунгицидами 277
3.2.29 Количественное определение включенного в полимерные наночастицы биологически активного вещества 277
3.2.30 Изучение кумулятивной кинетики выделения БАВ из полимерных наночастиц 278
3.2.31 Изучение устойчивости полимерных наночастиц в присутствии сыворотки крови 278
3.2.32 Исследование литического действия амфифильных полимеров на компоненты крови 279
3.2.33 Исследование активации системы комплемента в присутствии амфифильных полимеров 280
3.2.34 Исследование влияния амфифильных полимеров на реологические свойства крови 281
3.2.35 Оценка цитотоксичности полимеров и полимерных наночастиц 283
3.2.36 Оценка острой токсичности амфифильных полимеров и полимерных наночастиц 285
3.2.37 Определение специфической активности фактора IX свертывания крови в виде его полимерной наноразмерной формы 286
3.2.38 Исследование влияния полимерной наносомальной формы фактора IX на его выработку организмом в условиях in vivo 289
3.2.39 Оценка биораспределения и биодоступности наносомальной полимерной формы индометацина 290
3.2.40 Оценка противовоспалительного действия лекарственной формы индометацина на основе полимерных наночастиц 291
3.2.41 Оценка ульцерогенности полимерной наноформы индометацина 292
Выводы 294
Список литературы
