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聚氨基酸基抗凝溶栓高分子的合成与性能研究认领

作者：

王相雅

学位授予单位：

西北师范大学

摘要：

心血管疾病是目前全球最主要的疾病之一,其因病致死率占居民疾病死亡构成的40%以上,居第一位。心血管疾病的主要诱因来自于凝血功能紊乱导致形成血栓,因此抗凝溶栓治疗是其最主要的治疗方式。肝素类药物是目前使用最广泛的一类抗凝溶栓药物,但其来源有限、成本高、合成困难且性能难以控制。鉴于此,肝素模拟聚合物获得了长足发展。本论文第一部分对肝素模拟聚合物的类型、结构及性能等进行了系统叙述,并对其存在的问题进行了分析说明,提出了本论文的研究思路与方法。为了解决肝素模拟聚合物的生物降解性及性能调控问题,本论文首先以类肝素糖单元结构的氨基葡萄糖和氨基葡萄糖硫酸盐为原料,通过对聚（L-谷氨酸甲酯-co-L-谷氨酸苄酯）进行胺解并水解,得到阴离子型糖基化聚L-谷氨酸抗凝溶栓高分子,对其分子结构、分子量、酶促降解性能及细胞毒性等进行测试,评估了该聚合物的生物相容性,并测试了聚合物溶液对体外血浆再钙化、全血凝固和凝块溶解等的作用。研究结果表明,该聚合物16 d可降解约78%;培育72 h后,细胞活性约为75%;随着分子量以及官能团比例的增加,活化的部分凝血活酶时间APTT最高可以延长约27 s、血浆再钙化时间最高可以延长约210 s、全血凝固时间最高可以明显延长约300 s以及体外血凝块2 h溶解率最高可以达到60%。虽然糖基化聚氨基酸抗凝溶栓效果显著,但是由于氨基葡萄糖等在有机溶剂中溶解性较低导致难以彻底胺解,产物纯化困难。鉴于此,本课题又设计合成了多磺酸化/多羧酸化的聚氨基酸,通过亲核试剂三乙烯四胺（TETA）引发L-酪氨酸和L-谷氨酸的α-氨基酸N-环内酸酐（NCAs）进行可控开环聚合（ROP）,并对产物进行磺酸酯化修饰,制备了具有抗凝血活性的磺酸酯化聚（L-酪氨酸-co-L-谷氨酸）(PTG-SO3)。对PTG-SO3的结构、酶促降解性能、细胞毒性以及血液相容性等进行了测试,结果表明PTG-SO3结构正确,16 d降解率约为65%;同时在培育72 h后,细胞活性约为85%;其中当羧基与磺酸基比例为1:2时,APTT可以延长约27 s;凝血酶时间TT可以延长约23 s;血浆再钙化时间可以延长约337 s;全血凝固时间可以延长约787 s;体外血凝块2 h溶解率达到80%。因此优良的酶促降解性,较低的细胞毒性以及良好的抗凝溶栓性能,与糖基化聚氨基酸相比较,更有望应用于抗凝溶栓药物领域。为了优化反应比例以及更精确的控制羟基、羧基和磺酸基三种基团的比例,更好的研究基团比例及聚合物分子量对抗凝活性的影响,本课题以三乙烯四胺（TETA）作为引发剂引发L-谷氨酸、L-丝氨酸和L-半胱氨酸的N-环内酸酐进行可控开环聚合,制备了一系列聚阴离子型肝素模拟聚合物PSGC-SO3。分别测试了该聚合物的分子结构、分子量及其分布、酶促降解性及细胞毒性。测试结果表明聚合物结构符合预期设计,在16 d后可以降解约67%,培育72 h后,细胞活性约为89%,因此其具有良好的生物降解性和优异的生物相容性。为了评估所得聚合物的抗凝血与溶栓能力,又进行了血液相容性测试,结果显示聚合物PSGC-SO3具有良好的抗凝血性能,主要作用方式为内源性凝血途径,并且随着聚合物分子量的增大可使APTT最大延长约110 s;血浆再钙化时间最大延长约250 s;全血凝固时间最大延长约983 s;体外血凝块在2 h内溶解率最高达到51%。同时通过可控开环聚合得到的聚合物,当羟基、羧基和磺酸基的比例为1:1:4时,APTT可以延长约73 s;血浆再钙化时间可显著延长约540 s;全血凝固时间可以延长1000 s左右,并且体外血凝块2 h内溶解率达到60%。通过以上测试结果说明该聚合物不仅具有更好的体外抗凝溶栓能力,同时还可以通过改变单体的投料比来控制聚合物中活性官能团的比例,进而达到对其抗凝溶栓性能的有效调控,以满足各种抗凝溶栓需求,是一种极具前景的新型医用功能材料。

摘要译文

关键词：

聚氨基酸; 聚阴离子; 肝素模拟物; 抗凝溶栓高分子

学位年度：

2019

学位类型：

硕士

学科专业：

高分子化学与物理

导师：

路德待

中图分类号：

TQ463[有机化合物药物的生产]

学科分类号：

081702[化学工艺];1007[药学]

D O I：

10.27410/d.cnki.gxbfu.2019.000484