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成绩：浙江大学2013–2014学年春学期《创业与创新专题》课程论文课程号：011J0010___，开课学院：___经济学院___，指导老师王东考试形式：论文考试日期：2014年4月16日诚信考试，沉着应考，杜绝违纪。考生姓名：陈卓学号：3100100929所属院系：化工学院生物工程专业_考生姓名：董昌学号：3100103970所属院系：化工学院生物工程专业_论文独创性声明：本人声明所呈交的论文是本人在课程学习中进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。论文题目：新型抗肿瘤药物--壳聚糖丙酮醛水凝胶摘要：壳聚糖丙酮醛水凝胶是一种具有靶向给药和缓释功能的抗癌药物，其具有能针对性靶向给药，抗癌效果明显，药物释放时间长，价格低廉且制备简单的优点，很多性能优于目前广泛使用的化学抗癌药物，与近期热门的纳米靶向药物相比其载药量大，价格低廉且容易制造和保存。近年来广泛使用的抗癌手段--化疗的劣势日益显露，大部分化疗药物具有很高的细胞毒性和很低的位点选择性。在被注射到体内后药物迅速释放在全身达到较高浓度，之后迅速被人体排出体外。虽然其具有较好的杀灭癌细胞效果，但是化疗药物的高毒性和血液中高的药物浓度会造成巨大的副作用，极大降低了接受治疗患者的生活质量。为了解决这个问题研究人员开发出了纳米微球靶向抗癌药物，并取得了一定成果。然而纳米微球的载药效率不高导致载药量小，限制了其应用范围。纳米微球靶向药物的另一个缺点是价格昂贵且难以保存，无法广泛用于癌症的治疗。本项目研究的壳聚糖丙酮醛水凝胶有明显的抗癌效果，能够在很长时间内缓释给药，载药量大，副作用小并且价格低廉，是一种非常具有前景的抗癌药物。关键字：壳聚糖，丙酮醛，水凝胶，抗肿瘤药物，释放曲线创新点：目前有诸多研究利用壳聚糖作为抗癌药物的载药介质的缓释抗癌药物，但是未见有文献报道有研究者利用丙酮醛作为抗癌药物。本研究的创新之处在于利用丙酮醛作为药物在壳聚糖介质中缓释释放并且设计了新的测量凝胶药物释放曲线的试验方法。由于目前对水凝胶药物的研究尚处于起步阶段，未见有文献给出方便准确的测出凝胶释放曲线的测量方法。教学班点名册序号37背景自上世纪起，癌症发病人数日益增加，政府也对癌症日益重视。我国三次全国范围内的死因调查数据显示，近30年，中国癌症在死因中的构成比由20世纪70年代的10.13%上升至22.32%，死亡率由73.99/10万上升至135.88/10。在城市地区，癌症列居全死因的第一位，而在农村地区，列居全死因的第二位。癌症死亡率升高的主要原因与人口老龄化、微生物感染、吸烟、饮食变化、活动减少及肥胖增加等相关。根据“1992年第三次全国营养调查”及“2002年中国居民营养与健康调查”资料结果，研究发现十年间我国居民的超重率和肥胖率分别上升了38.6%和80.6%。近年来广泛使用的抗癌手段——化疗的劣势日益显露，大部分化疗药物具有很高的细胞毒性和很低的位点选择性。在被注射到体内后药物迅速释放在全身达到较高浓度，之后迅速被人体排出体外。虽然其具有较好的杀灭癌细胞效果，但是化疗药物的高毒性和血液中高的药物浓度会造成巨大的副作用，极大降低了接受治疗患者的生活质量。为了解决这个问题研究人员开发出了纳米微球靶向抗癌药物，并取得了一定成果。然而纳米微球的载药效率不高导致载药量小，限制了其应用范围。纳米微球靶向药物的另一个缺点是价格昂贵且难以保存，无法广泛用于癌症的治疗。壳聚糖丙酮醛水凝胶的优点壳聚糖丙酮醛水凝胶是一种具有靶向给药和缓释功能的抗癌药物，其具有能针对性靶向给药，抗癌效果明显，药物释放时间长，价格低廉且制备简单的优点，很多性能优于目前广泛使用的化学抗癌药物，与近期热门的纳米靶向药物相比其载药量大，价格低廉且容易制造和保存。壳聚糖（Chitosan），是一种线性多糖，当中由氨基葡萄糖（脱乙酰单位）和N-乙酰葡糖胺（乙酰单位）随机分布，并透过β-（1-4）糖苷键组合而成（图1）。它有广泛的商业和生物医学用途，在生医材料上的相关应用研究非常多，其具有良好的生物相容性，有生物黏附性和多种生物活性，无毒无免疫原性，可被体内多种酶生物降解，降解产物无毒且能被生物体完全吸收，是药物缓释的理想载体。由于其分子中大量羟基和氨基的存在，一方面极强的氢键使其仅溶解在酸性水溶液中；另一方面又容易功能化，得到性能各异的衍生物。因此对壳聚糖改性或与其它特殊性能聚合物的复合也一直成为研究的热点。壳聚糖作为药物缓释的理想载体，在液体状态时加入抗肿瘤的药物和交联剂，然后注射到肿瘤中，在交联剂的作用下形成凝胶而保留在体内缓慢得释放出抗癌药，从而能长时间定点发挥药效。它解决了传统静脉注射抗癌药会产生全身毒性的问题，又能有效发挥药效，是一种全新的低副作用高效的化疗手段。这种化疗手段对癌症病人来说有极大的意义。本文选用搭载的抗癌药是丙酮醛（Methylglyoxal），一种低毒有效的抗癌药，在一个印度教授的研究中对癌症患者有非常好的疗效，甚至有晚期癌症患者在接受治疗后完全康复的事例。市场分析据IMS数据统计，抗肿瘤药自从2007年超越降血脂药后，一直是全球医药市场的领头羊，2012年的销售额超过了700亿美元。尽管有一些重磅药品面临专利悬崖的困境，然而由于各大药企热衷于肿瘤药物研发，后续产品及时补充，使得抗肿瘤药物在疾病治疗领域将继续占据绝对优势。2010年，全球肿瘤市场企业份额中，罗氏以35.6%的市场份额夺魁。而在2012年，全球抗肿瘤药物销售额排名前十的药物中罗氏独占五席，成为最大赢家，美罗华、赫赛汀、阿瓦斯汀、希罗达和特罗凯合计销售217亿美元。在中国医院用药市场，抗肿瘤药物的销售规模近几年来一直稳步增长，尤其是2003年2005年间，复合增长率达到了24.53%。2006年受到国家治理医药购销商业贿赂等政策环境的影响，抗肿瘤药物市场规模增幅趋缓，仅增长了11.10%。20072010年销售规模继续快速增长，2011年达到了587.4亿元，同比增长了17.13%。作为新兴工业国家，中国还处于快速老龄化社会阶段，癌症发病率和死亡率还在走高。同时，大病医保在国内逐步推进，抗肿瘤药物首次进入中国基本药物，在各地区增补进地方医保的靶向药物逐渐增多，在这些有利因素的推动下，中国抗肿瘤药物市场未来仍保持快速增长。竞争分析壳聚糖是天然存在最多的生物聚多糖，医用的壳聚糖价格低廉，与传统载药介质相比有巨大的成本优势。本药品使用的抗癌药物丙酮醛是一种常用的生物活性药物。加上该药的制作流程简便，使其成本不高，与昂贵的传统抗癌药物相比具有巨大的优势。本药品在测试成功后将申请专利，在专利有效期内，其他厂商在未得到允许的情况下不能生产。这样能保证该药品的竞争力。结语该抗肿瘤药物利用了近年来新出现的水凝胶药物载体，结合新的抗癌药物丙酮醛，合成了壳聚糖丙酮醛水凝胶，证明了其具有良好地抗癌效果和低副作用。该药物在文献中未见报道。本项目还设计了新的这类凝胶药物的药物释放曲线的实验方法，这种方法可以用于各种凝胶类药物的释放特性的测量，对今后的研究具有借鉴作用。该成果具有靶向给药，抗癌效果明显，缓释给药，副作用小，价格低廉的优点，克服了目前抗癌药物的诸多缺点，具有良好的应用前景。参考文献SinhaVR,SinglaAK,WadhawanS,etal.Chitosanmicrospheresasapotentialcarrierfordrugs[J].InternationalJournalofPharmaceutics,2004,274(1):1-33.RayM,GhoshS,KarM,etal.Implicationofbioelectronicprincipleincancertherapy:treatmentofcancerpatientsbymethylglyoxal-basedformulation[C]//INDIANJOURNALOFPHYSICSANDPROCEEDINGSOFTHEINDIANASSOCIATIONFORTHECULTIVATIONOFSCIENCEB.IndianAssociationfortheCultivationofScience;1999,2001,75(2):73-77.GhoshM,TalukdarD,GhoshS,etal.Invivoassessmentoftoxicityandpharmacokineticsofmethylglyoxal:augmentationofthecurativeeffectofmethylglyoxaloncancer-bearingmicebyascorbicacidandcreatine[J].Toxicologyandappliedpharmacology,2006,212(1):45-58.MiFL,KuanCY,ShyuSS,etal.Thestudyofgelationkineticsandchain-relaxationpropertiesofglutaraldehyde-cross-linkedchitosangelandtheireffectsonmicrospherespreparationanddrugrelease[J].Carbohydratepolymers,2000,41(4):389-396.JameelaSR,JayakrishnanA.Glutaraldehydecross-linkedchitosanmicrospheresasalongactingbiodegradabledrugdeliveryvehicle:studiesontheinvitroreleaseofmitoxantroneandinvivodegradationofmicrospheresinratmuscle[J].Biomaterials,1995,16(10):769-775.TaHT,DassCR,DunstanDE.Injectablechitosanhydrogelsforlocalisedcancertherapy[J].JournalofControlledRelease,2008,126(3):205-216.LiRS,KenyonGL.Aspectrophotometricdeterminationofα-dicarbonylcompoundsanditsapplicationtotheenzymaticformationofα-ketobutyrate[J].Analyticalbiochemistry,1995,230(1):37-40.