一种可还原降解超支化聚合物纳米胶束及其制备方法技术

本发明专利技术涉及生物医用材料技术领域，尤其涉及一种可还原降解超支化聚合物纳米胶束极其温和简易的制备方法，首先以胱胺与聚乙二醇二缩水甘油醚通过亲核加成机理进行聚合反应，在水相中一步合成得到胱胺与聚乙二醇结构单元交替出现的超支化聚合物，然后在透析的过程中通过自组装形成超支化纳米胶束。由于该超支化聚合物链段中同时含有叔氨基及双硫键结构单元，因而具有灵敏的pH和还原响应性，同时超支化三维空腔结构赋予纳米胶束优异的载药性能；本发明专利技术的纳米胶束生物相容性好，在体内完全降解为小分子，作为抗癌药物载体具有较高的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物医用材料
，尤其涉及一种可还原降解超支化聚合物纳米 胶束及其制备方法。
技术介绍
纳米药物载体可以通过肿瘤组织的高渗透和滞留（EPR)效应实现药物对肿瘤组 织的的被动靶向性，大大提高了药物利用率并降低游离药物对正常组织的毒副作用。其中 聚合物纳米胶束作为药物载体又具有增溶疏水性药物、提高药物稳定性、缓释药物等优势。 为了达到使药物在肿瘤组织处靶向释放的目的，目前研究较多的是具有环境智能 响应性（如pH、还原电势、酶等）的生物可降解载体。近年来，一些研究者对具有环境智能 响应性超支化聚合物有了较多的研究，发现此类超支化聚合物具有新颖的结构和独特的性 能，如高溶解性、低粘度、内部具有空腔三维球形结构等，而结构中大量存在的空腔可以在 疏水载药的过程中提高药物的载药量。且超支化聚合物本身在肿瘤细胞环境内受酸或还原 性刺激会被降解为无毒性的小分子并释放出药物。 但是目前文献报导的此类具有环境响应性超支化聚合物的合成方法通常需要多 步来完成，且需要用到大量有机溶剂，因而使此类材料在生物医用应用方面受到诸多限制。 同时目前报道的多数超支化聚合物纳米胶束不具有还原响应性，不可避免有体内残留。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种在水相中一步法即可合成具有良 好的生物相容性、在体内可完全降解无残留的可还原降解超支化聚合物纳米胶束及其制备 方法。 本专利技术提供一种可还原降解超支化聚合物纳米胶束，形成由聚乙二醇和二硫键交 替出现的多核-壳结构。为了制得外围基团全部都是氨基的超支化聚合物，反应物胱胺的 摩尔数调整为聚乙二醇二缩水甘油醚摩尔数的两倍，以保证氨基过量。聚合物超支化结构 及交替出现的聚乙二醇和二硫键具有各自的功能作用：1)超支化三维空腔结构可以有效 提高对疏水性药物的载药率；2)聚乙二醇段具有优异的生物相容性且柔韧性及亲水性良 好，可以作为多核-壳结构胶束的亲水段；3)胱胺结构单元可以作为多核-壳胶束的疏水 段来包载疏水性药物；4)二硫键在正常细胞非还原性环境中稳定，但在肿瘤还原性环境中 发生断裂，使胶束具有还原响应性。 本专利技术中采用的聚乙二醇二缩水甘油醚，为了有效平衡超支化聚合物的亲水性和 可成胶束性，选择分子量为352的作为反应物。 本专利技术还提供一种可还原降解超支化聚合物纳米胶束的制备方法，依次包括以下 步骤： 1)用氢氧化钠溶液中和胱胺二盐酸盐，得到胱胺； 2)将聚乙二醇二缩水甘油醚和胱胺通过亲核加成反应得到超支化聚合物； 3)将步骤2)得到的超支化聚合物溶液，透析处理得到纳米胶束。 具体的，所述步骤1)中，用40%氢氧化钠溶液中和胱胺二盐酸盐，反应条件为冰 浴，萃取剂为乙醚和四氢呋喃的混合液。 具体的，所述步骤2)中，选用分子量为352的聚乙二醇二缩水甘油醚作为反应物， 可以有效平衡超支化聚合物的亲水性和可成胶束性。 具体的，所述步骤2)中，亲核加成反应的反应条件为60°C油浴锅中加热24h。 具体的，所述步骤2)中，亲核加成反应体系所选溶剂为去离子水。 具体的，所述步骤3)中，使用截留分子量为3500的透析袋，透析处理不少于48小 时，得到纳米胶束。透析袋的目的在于除去未反应的小分子和低聚物，因为分子量太低的聚 合物不易形成胶束，透析袋有各种规格，选择3500的可达到目的。 胱胺分子中含两个端氨基，而聚乙二醇二缩水甘油醚分子中含两个端环氧基团， 氨基和环氧基团可以发生典型的亲核加成反应。当参与聚合反应的氨基基团摩尔数大大过 量时，可以得到外围为氨基封端的超支化聚合物。因此本专利技术在设计合成配方时，采取胱胺 的摩尔数是聚乙二醇二缩水甘油醚摩尔数的两倍，该超支化聚合物链段中同时含有伯胺、 仲胺和叔胺和二硫键结构单元。 本专利技术还提供一种可还原降解超支化聚合物纳米胶束，在制备化疗药物载体中的 应用。谷胱甘肽是一种含巯基的还原性三肽，其在肿瘤细胞内的浓度比在体液和正常细胞 内高100到1000倍。载药纳米胶束进入肿瘤细胞内，在谷胱甘肽的还原作用下，聚合物中 的双硫键快速断裂，聚合物发生降解，释放出药物；同时肿瘤细胞内呈弱酸性环境，该纳米 胶束含大量的伯胺、仲胺和叔胺，因此该纳米胶束同时具有pH和还原敏感性，在肿瘤细胞 内环境刺激下胶束结构遭到破坏，促使药物释放。 借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点： 1.由于该共聚物链段中同时含有伯胺、仲胺和叔胺和二硫键等结构单元，因而具 有灵敏的pH和还原响应性，在肿瘤细胞内部的弱酸性和还原性环境中，胶束结构遭到破 坏，实现药物在病灶处释放； 2.二硫键位于超支化聚合物骨架中，纳米胶束进入肿瘤细胞后，在细胞内高浓度 谷胱甘肽的作用，二硫键断裂，使该纳米胶束在体内完全降解为小分子，小分子可轻易被肾 脏排除出体外，因此作为抗癌药物载体具有实际的应用价值； 3.纳米胶束无细胞毒性，满足人体使用的安全性标准； 4.利用亲核加成水相中一步合成高聚物，方法简便、条件温和，不需要任何催化剂 和其他有机溶剂，无副产物产生，反应完全，产物纯净。 5.超支化聚合物独特的三维空腔结构，有利于提高胶束的载药量。 上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。【附图说明】 图1为本专利技术中胱胺和聚乙二醇二缩水甘油醚反应示意图；图2为本专利技术中可还原降解超支化聚合物纳米胶束的扫描电镜照片， 图中，a、b、c、d分别代表胱胺和聚乙二醇二缩水甘油醚按摩尔比为： 3:1，2:1，2:2, 2:3时反应所得到的可还原降解超支化聚合物纳米胶束； 图3为本专利技术中可还原降解超支化聚合物纳米胶束在pH7. 4下的粒径分布图， 图中，CP31、CP21、CP22、CP23分别代表胱胺和聚乙二醇二缩水甘油醚按摩尔比为： 3:1，2:1，2:2, 2:3时反应所得到的可还原降解超支化聚合物纳米胶束； 图4为本专利技术中可还原降解超支化聚合物纳米胶束在pH7. 4下的临界胶束浓度； 图中C为聚合物胶束浓度，单位:mg/mL;胱胺和聚乙二醇二缩水甘油醚按摩尔比为2:1 ; 图5为本专利技术中可还原降解超支化聚合物纳米胶束在10mM的谷胱甘肽溶液中不 同时间下的粒径变化， 图中，胱胺和聚乙二醇二缩水甘油醚按摩尔比为：2:1 ;图6为本专利技术中可还原降解超支化聚合物纳米胶束溶液的酸碱滴定曲线； 图7为本专利技术中可还原降解超支化聚合物纳米胶束直径随pH变化， 图中，胱胺和聚乙二醇二缩水甘油醚按摩尔比为：2:1 ; 图8为本专利技术中可还原降解超支化聚合物纳米胶束的细胞毒性结果， 图中，胱胺和聚乙二醇二缩水甘油醚按摩尔比为：2:1 ;图9为本专利技术中可还原降解超支化聚合物纳米胶束所载药物甲氨蝶呤的标准曲 线图。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例，对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。 实施例1 1)胱胺二盐酸盐的中和： 称取12. 15g粉末状胱胺二盐酸盐溶于16mL去离子水，再加入60mL乙醚和24mL 四氢呋喃，搅拌均匀。冰浴下将40 %NaOH溶液（66. 7mL)逐滴滴入上述混合液中，磁力搅 拌lh后萃取分离，取上层有机相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可还原降解超支化聚合物纳米胶束的制备方法，依次包括以下步骤：1)用氢氧化钠溶液中和胱胺二盐酸盐，得到胱胺；2)将胱胺和聚乙二醇二缩水甘油醚通过亲核加成反应得到超支化聚合物；3)将步骤2)得到的超支化聚合物溶液，透析处理得到纳米胶束；

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪才华，周亚敏，张丽萍，石刚，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32