一种具有双重响应性聚合物载药纳米胶束的制备制造技术

本发明专利技术首先通过调聚反应制备含端氨基聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-聚乙二醇)共聚物，然后以此引发L-谷氨酸-γ-苄酯-N-羧酸酐(BLG-NCA)的开环聚合，得到聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-聚乙二醇)-聚(L-谷氨酸-γ-苄酯)嵌段共聚物，再用水合肼与该嵌段聚合物的结构单元中L-谷氨酸-γ-苄酯(BLG)反应，将γ-苄酯基团转化为酰肼基团，得到一种具有温度和pH双重响应性的聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-聚乙二醇)-聚(L-谷氨酸-γ-酰肼)嵌段共聚物，该嵌段共聚物通过腙键的形成共价结合负载阿霉素，在水溶液中自组装形成纳米胶束，其药物的释放具有温度和pH双重响应性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有双重响应性聚合物载药纳米胶束的制备
一种具有双重响应性聚合物载药纳米胶束的制备，属于生物材料与缓释
。
技术介绍
随着生命科学和材料医学的不断发展，用于医疗及制药的可生物降解高分子材料的研究也在不断提高人们的兴趣。靶向给药系统由于具有减少药物对正常组织和细胞的伤害和提高药物的靶向性优点，因而备受青睐。通常肿瘤细胞所处的环境与正常组织的PH值和温度存在一定的差异，根据这一点可以设计具有环境PH值和温度相应性的聚合物载药纳米粒子，实现肿瘤靶向药物控制释放。 谷氨酸具有良好的生物相容性、超强的吸附性、低免疫原型和易降解性，无毒无公害，可作为重金属吸附剂、增稠剂、絮凝剂、肥料缓释剂以及药物载体等原料。同时谷氨酸侧链悬挂的羧基，可以被功能化修饰，这为共价负载药物提供了一种可能性。 聚N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)具有温度响应性，其均聚和共聚物的应用研究已深入到细胞工程、膜分离技术、药物载体等生物医学领域。但是纯聚N-异丙基丙烯酰胺的低临界溶液温度为32.5°C，与人体体温相差几度，如果将聚N-异丙基丙烯酰胺用于注射型药物载体，需提高其低临界溶液温度。 本专利技术以谷氨酸为基体制备一种活性单体L-谷氨酸-Y-苄酯-N-羧酸酐(BLG-NCA)，利用烯丙基聚乙二醇(APEG)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)合成大分子引发剂，通过开环聚合制备了三嵌段共聚物聚N-异丙基丙烯酰胺-聚乙二醇-聚谷氨酸(PNN)。然后利用水合肼与该嵌段聚合物的结构单元中L-谷氨酸-Y-苄酯反应，将Y-苄酯基团转化为酰肼基团，通过腙键与抗癌药物阿霉素结合。其制备的胶束对药物包封率高、药物不易泄露、毒副作用小、药物生物利用度高；释放过程具有温度和PH响应性，缓释效果良好。有望在生物医药和组织工程领域得到应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用谷氨酸为基体合成一种对温度和pH均有敏感性的聚合物胶束；主要方法是以谷氨酸为基体制备一种活性单体L-谷氨酸-Y-苄酯-N-羧酸酐(BLG-NCA)，再利用巯基乙胺的链转移作用，通过烯丙基聚乙二醇(APEG)与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)的共聚反应合成大分子引发剂，并将氨基引入大分子引发剂末端，再通过开环聚合制备了聚(N-异丙基丙烯酰胺-Co-聚乙二醇)-聚(L-谷氨酸-Y-苄酯)嵌段共聚物(PNN)。然后利用水合肼对该聚合物结构单元中的L-谷氨酸侧链苄酯链段进行酰肼化修饰，最后通过腙键与药物阿霉素结合使药物负载，制备载药胶束。 本专利技术的有益效果: I)通过聚乙二醇与N-异丙基丙烯酰胺共聚并作为胶束的外层，将胶束的相变温度提高到人体温度，使胶束能够在体温刺激下发生相变，因而具有体内使用的前景。 2)谷氨酸和聚乙二醇生物相容性好，安全环保，环境友好。 3)利用共价键负载阿霉素，将药物作为胶束的一部分，提高胶束纳米粒子的稳定性，降低药物泄露的可能性，有效延长药物在体内的循环时间，增强药物的缓释效果。 4)载药纳米胶束同时具有温度和pH相应性，更精准控制药物释放。 【附图说明】 图1载药纳米胶束的合成路线 图2各物质的红外谱图；PNE-NH2代表端氨基聚(N-异丙基丙烯酰胺-co_聚乙二醇)；PNN代表聚(N-异丙基丙烯酰胺-Co-聚乙二醇)-聚(L-谷氨酸-Y-苄酯)；PNN-Co-NHNH2代表此共聚物的酰肼化产物 图3由聚合物PNN-2出发制备的胶束粒径分布图；PNN_2a为空白胶束，PNN_2b为载药胶束 图4载药胶束的SEM照片 图5载药胶束在不同温度下的释放曲线 图6载药胶束在不同pH值缓冲溶液中的释放曲线 【具体实施方式】 : 实施例1: 端氨基聚(N-异丙基丙烯酰胺-CO-聚乙二醇)嵌段共聚物的制备: 在10ml的烧瓶中加入5.0gN-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)和0.75g烯丙基聚乙二醇，40ml无水乙醇为溶剂,在0.115g链转移剂巯基乙胺的存在下，以0.165g的偶氮二异丁腈为引发剂，60°C在N2保护下反应12h后，减压蒸馏除去大部分溶剂，并将其缓慢滴入到过量无水乙醚中得到白色沉淀，过滤后在35°C下真空干燥得粗产物，将粗产物溶于少量二次蒸馏水中，升温后出现沉析，趁热过滤，35°C下真空干燥得白色产物为端氨基聚(N-异丙基丙烯酰胺-Co-聚乙二醇)共聚物，简称=PNE-NH2 ； 实施例2: 聚(N-异丙基丙烯酰胺-CO-聚乙二醇)-聚(L-谷氨酸-Y -苄酯)嵌段共聚物的合成: 取L-谷氨酸20.0g和苯甲醇16.5g于250ml单口烧瓶中磁力搅拌混合均勻，慢慢升温至70°C同时逐滴加入60% (w/w)硫酸22.1g,待溶液变澄清，减压蒸馏5h，反应液倒入与硫酸等摩尔的NaHCO3溶液中至中和溶液呈中性，同时不断搅拌，有大量白色沉淀生成，放入冰箱中过夜，减压抽滤，用无水乙醇和去离子水清洗数遍，除去产物中剩余的苯甲醇和硫酸钠，然后在5%的乙醇溶液中于70°C下重结晶，减压过滤得银白色片状固体L-谷氨酸-苄酯(BLG)，35°C下真空干燥48h，产率为35% ;然后称取新制备的L-谷氨酸-苄酯 3.05g和30ml无水四氢呋喃(10%，W/V)于10ml三口烧瓶中，水浴下逐渐升温至45°C，使苄酯溶解，称取4.2g三聚光气(较BLG过量5%)倒入反应溶液中，反应5h得淡黄色澄清透明溶液，通N2半小时，驱赶剩余光气和产生的HCl气体，用碱液吸收尾气。反应液缓慢滴加到大量无水石油醚中，放入冰浴中lh，有白色针状晶体析出，减压抽滤，四氢呋喃/无水石油醚体系纯化两次，35°C真空干燥12h得到活性单体产物，简称为:BLG-NCA，产率为89% ； 以PNE-NH2为大分子引发剂，引发活性单体BLG-NCA开环聚合反应，在CH2Cl2溶剂中，室温25°C和N2保护磁力搅拌72h后，将反应产物逐滴入过量无水乙醚中得白色沉淀，减压过滤得粗产物，用蒸馏水水多次洗涤粗产物，离心分离得到聚(N-异丙基丙烯酰胺-Co-聚乙二醇)-聚(L-谷氨酸-Y -苄酯)嵌段共聚物，在该反应中，PNE-NH2与BLG-NCA的质量比分别为1:2.0、1:2.5、1:3.0、1:3.5，所得产物分别简称:PNN_1、PNN-2、PNN-3、PNN-4 ； 实施例3: 酰肼化反应，然后共价负载阿霉素(DOX): 在250ml三口烧瓶中依次1.50g共聚物PNN-2、8.0g水合肼(80% )和60ml无水乙醇，40 V冷凝回流5h后得白色浑浊液体，过滤无水乙醇多次洗涤，35 °C真空干燥48h得聚(N-异丙基丙烯酰胺-Co-聚乙二醇)_聚(L-谷氨酸-Y-酰肼)嵌段共聚物，简称:PNN-Co-NHNH2。精确称取50mg上述PNN-co_NHNH2共聚物溶于2mlTHF中，加入适量已除盐酸的阿霉素溶液，缓慢滴加蒸馏水直到溶液有淡红色且有明显丁达尔效应为止，避光磁力搅拌12h使载药胶束稳定，将载药胶束溶液转移到透析袋(MWC0 = 3500)内避光透析24h，以除掉未载药的小分子及药物等，透析液转入50ml的容量瓶中定容避光保存，简称:PNN-DOX。 实施例4: 采用压片法利用傅里叶红外光谱仪在4000?本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有双重响应性聚合物载药纳米胶束，其特征是聚(N‑异丙基丙烯酰胺‑co‑聚乙二醇)‑聚(L‑谷氨酸‑γ‑酰肼)嵌段共聚物通过腙键共价负载阿霉素，然后在水溶液中自组装形成纳米胶束，胶束粒径在250～550nm范围，其中聚(L‑谷氨酸‑γ‑酰肼)与阿霉素复合部分位于胶束的内层，聚(N‑异丙基丙烯酰胺‑co‑聚乙二醇)链段位于胶束的外壳，胶束具有温度和pH双重响应性，低临界溶液温度在人体体温37℃，pH值在4.5～5.8时酰肼基团结构发生变化，腙键断裂。

【技术特征摘要】
1.一种具有双重响应性聚合物载药纳米胶束，其特征是聚(N-异丙基丙烯酰胺-CO-聚乙二醇)_聚(L-谷氨酸-Y-酰肼)嵌段共聚物通过腙键共价负载阿霉素，然后在水溶液中自组装形成纳米胶束，胶束粒径在250?550nm范围，其中聚(L-谷氨酸-Y -酰肼)与阿霉素复合部分位于胶束的内层，聚(N-异丙基丙烯酰胺-Co-聚乙二醇)链段位于胶束的外壳，胶束具有温度和pH双重响应性，低临界溶液温度在人体体温37°C，pH值在4.5?5.8时酰肼基团结构发生变化，腙键断裂。2.一种具有双重响应性聚合物载药纳米胶束的制备方法，其特征是制备反应经过了四I K少: (1)首先在10ml的烧瓶中加入5.0gN-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)和0.75g烯丙基聚乙二醇，40ml无水乙醇为溶剂,在0.115g链转移剂巯基乙胺的存在下，以0.165g的偶氮二异丁腈为引发剂，601:在N2保护下反应12h后，减压蒸馏除去大部分溶剂，并将其缓慢滴入到过量无水乙醚中得到白色沉淀，过滤后在35°C下真空干燥得粗产物，将粗产物溶于少量二次蒸馏水中，升温后出现沉析，趁热过滤，35°C下真空干燥得白色产物为端氨基聚(N-异丙基丙烯酰胺-Co-聚乙二醇)共聚物，简称=PNE-NH2 ； (2)称取L-谷氨酸20.0g和苯甲醇16.5g于250ml单口烧瓶中磁力搅拌混合均勻,慢慢升温至70°C同时逐滴加入60% (w/w)硫酸22.1g,待溶液变澄清，减压蒸馏5h，反应液倒入与硫酸等摩尔的NaHCO3溶液中至中和溶液呈中性，同时不断搅拌，有大量白色沉淀生成，放入冰箱中过夜，减压抽滤，用无水乙醇和去离子水清洗数遍，除去产物中剩余的苯甲醇和硫酸钠，然后在5%的乙醇溶液中于70°C下重结晶，减压过滤得银白色片状固体L-谷氨酸-苄酯(BLG)，35°C下真空干燥48h，产率为35% ;然后称取新制备的L-谷氨酸-苄酯3.05g和30ml无水四氢呋喃(10%，W/V)于10ml三口烧瓶中，水浴下逐渐升温至45°C，使苄酯溶解，称取4.2g三聚光气(较BLG过量5%)倒入反应溶液中，反应5h得淡黄色澄清透明溶液，通N2半小时，驱赶剩余光气和产生的HCl气体，用碱液吸收尾气。反应液缓慢滴加到大量无水石油醚中，放入冰浴中lh，有白色针状晶体析出，减压抽滤，四氢呋喃/无水石油醚体系纯化两次，35°C真空干燥12h得到活性单体产物，简称为:BLG-NCA，产率为89% ； 以共聚物PNE-NH2为大分子引发剂，引发活性单体BLG-NCA开环聚合反应，在CH2Cl2溶剂中，室温25°...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪才华，杨期颐，张丽萍，刘明，奚林，陶蕾，谭骏，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32