Abstract Stimuli-responsive polymersomes have attracted great attention not only as smart drug delivery vehicles but also as intelligent artificial nanoreactors. Herein, we develop a series of membrane-cross-linked (MCL) polymersomes with cross-linking density-mediated and tumor pH-tunable selective membrane permeability for stimuli-responsive drug delivery and controllable enzymatic reaction. The diblock copolymers consisting of poly(ethylene glycol) (PEG) and copolymerized with methacrylate monomers containing piperidine or coumarin moieties were synthesized and self-assembled into polymersomes that can encapsulate both small molecule doxorubicin hydrochloride (DOX) and large molecule glucose oxidase (GOD). After photo-cross-linking, the optimized cross-linking density and pH-responsive segments endow the polymersomes with superior stability and ultra pH-sensitive selective membranes permeability upon changing pH from 7.4 to 6.5. Drug release and enzymatic reaction are triggered by pH change via the enhanced membrane permeability of the polymersomes loading DOX and GOD. With diffusion of small molecules into or out of the polymersomes including DOX, glucose, and O2, the massively generated hydrogen peroxide (H2O2) under the catalysis of GOD and the released DOX can synergistically kill cancer cells. Thus, the polymersomes with the tumor pH-responsive and cross-linking density-mediated membrane permeability show promising applications as a unique platform for cancer therapy.

中文翻译：

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具有肿瘤 pH 可调选择性渗透性的膜交联聚合物囊泡作为智能纳米反应器和药物递送载体

摘要 刺激响应性聚合物囊泡不仅作为智能给药载体，而且作为智能人工纳米反应器引起了人们的极大关注。在此，我们开发了一系列具有交联密度介导和肿瘤 pH 可调选择性膜通透性的膜交联 (MCL) 聚合物囊泡，用于刺激响应药物递送和可控酶促反应。由聚乙二醇 (PEG) 组成并与含有哌啶或香豆素部分的甲基丙烯酸酯单体共聚的双嵌段共聚物被合成并自组装成可封装小分子盐酸多柔比星 (DOX) 和大分子葡萄糖氧化酶 (GOD) 的聚合物囊泡. 光交联后，优化的交联密度和 pH 响应片段使聚合物囊泡在 pH 从 7.4 变为 6.5 时具有卓越的稳定性和超 pH 敏感性选择性膜渗透性。通过装载 DOX 和 GOD 的聚合物囊泡膜通透性增强，pH 值变化引发药物释放和酶促反应。随着包括 DOX、葡萄糖和 O2 在内的小分子进出聚合物囊泡，在 GOD 催化下大量产生的过氧化氢 (H2O2) 和释放的 DOX 可以协同杀死癌细胞。因此，具有肿瘤 pH 响应性和交联密度介导的膜渗透性的聚合物囊泡作为癌症治疗的独特平台显示出有前景的应用。通过负载 DOX 和 GOD 的聚合物囊泡膜通透性增强，pH 值变化引发药物释放和酶促反应。随着包括 DOX、葡萄糖和 O2 在内的小分子进出聚合物囊泡，在 GOD 催化下大量产生的过氧化氢 (H2O2) 和释放的 DOX 可以协同杀死癌细胞。因此，具有肿瘤 pH 响应性和交联密度介导的膜渗透性的聚合物囊泡作为癌症治疗的独特平台显示出有前景的应用。通过负载 DOX 和 GOD 的聚合物囊泡膜通透性增强，pH 值变化引发药物释放和酶促反应。随着包括 DOX、葡萄糖和 O2 在内的小分子进出聚合物囊泡，在 GOD 催化下大量产生的过氧化氢 (H2O2) 和释放的 DOX 可以协同杀死癌细胞。因此，具有肿瘤 pH 响应性和交联密度介导的膜渗透性的聚合物囊泡作为癌症治疗的独特平台显示出有前景的应用。在GOD催化下大量产生的过氧化氢（H2O2）和释放的DOX可以协同杀死癌细胞。因此，具有肿瘤 pH 响应性和交联密度介导的膜渗透性的聚合物囊泡作为癌症治疗的独特平台显示出有前景的应用。在GOD催化下大量产生的过氧化氢（H2O2）和释放的DOX可以协同杀死癌细胞。因此，具有肿瘤 pH 响应性和交联密度介导的膜渗透性的聚合物囊泡作为癌症治疗的独特平台显示出有前景的应用。