本发明专利技术公开了一种两亲性多功能聚合物PMNCF及其制备的纳米胶束和应用，其结构通式如式（I）所示，其中，x为10～1000的正整数，y为5～500的正整数，z为0～500的正整数；在x、y、z中，x摩尔百分数为40~75%，y为10~30%，z为0～35%。制备的PMNCF在水溶液中与药物容易通过亲疏水作用组装成载药纳米胶束，形成的仿细胞外层膜亲水壳层在体内可降低免疫系统识别及清除作用，显著增加纳米药物在血液中的循环时间及富集在肿瘤部位的机会，容易与癌细胞表面的受体结合将纳米药物引入癌细胞内发挥主动靶向作用，可将现有的化疗药物升级为“隐形生物导弹”，显著降低化疗毒副作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种两亲性多功能聚合物及其制备的纳米胶束和应用，特别涉及一种侧链分别含有细胞外层膜两性离子磷酰胆碱，胆固醇和叶酸的两亲性多功能聚合物及其纳米载药胶束的制备方法及应用，属于高分子化学与物理及生物医用材料
技术介绍
随着纳米医药的快速发展，近几十年来纳米药物载体备受关注。纳米药物传输体系（DDS）是以纳米颗粒作为抗癌药物及基因载体，将药物等包载在纳米颗粒空隙中或吸附在其表面，通过血液循环的方式，利用增强的渗透和滞留（EPR）效应实现纳米颗粒物理靶向到癌症组织并被癌细胞摄入细胞内，实现安全有效的靶向药物输送和基因治疗。然而随着研究的不断深入，发现当纳米颗粒通过静脉注射或口服的方式在血液循环过程中，在到达其病变部位之前会经历被识别为外源物质而通过网状内皮系统（RES）的高吞噬性单核吞噬细胞系统 （MPS）摄取而离开循环系统。这种摄取的纳米药物累积在其它正常器官组织中产生毒副作用，并严重影响药物输送的效率。此外，纳米载药载体进入体内后受高倍稀释及其它因素的影响，载体解离引起药物提前释放影响载体的临床应用。还有，虽然叶酸已被用于不同抗癌药的靶向性组分研究，来降低药物对正常组织细胞的伤害，增加对肿瘤细胞杀伤作用，但许多研究报道叶酸组分的靶向作用较难表现（Lee J. H., et al. J. Controlled Release, 2015, 209, 219-228;Qiu L. Y., et al. International Journal of Pharmaceutics, 2013, 456, 315-324）。因此，从仿生角度出发进行纳米颗粒载体的设计或表面仿生改性有可能改善其在体内的稳定性、外表面携带细胞外层膜两性离子基团使负载药物的纳米颗粒很难被体内免疫系统识别及清除，更容易实现血液长循环性能及高选择性的靶向作用。
技术实现思路
本专利技术以提高纳米载药系统对癌细胞的靶向作用、延长在血液中循环时间为突破口，从细胞膜仿生角度出发，设计了一种含靶向基团叶酸、仿细胞膜结构的两性离子亲水基团和强疏水性胆固醇侧链的仿生多功能两亲性随机共聚物。本专利技术另一个目的是提供一种仿细胞膜结构两亲性随机共聚物胶束的制备方法，通过控制制备条件达到叶酸基团尽可能多地在胶束外表面分布，以便达到更有效地与癌细胞表面叶酸受体蛋白结合进入癌细胞的目的，获得了一种既具良好的胶束稳定性、体内隐形性、低毒性、又具有被动和主动靶向作用的新型多功能载药胶束。本专利技术还有一个目的是提供具有仿细胞膜结构的体内隐形及肿瘤靶向性纳米载药胶束的具体应用。其能像人的红细胞一样在血液中长循环，不易被人体免疫系统识别，在癌变部位高效富集，达到治疗癌症的目的。本专利技术的实现过程如下：结构通式（I）所示的两亲性多功能聚合物，简称为PMNCF，其中R为氢或甲基； 其中，x为10～1000的正整数，y为5～500的正整数，z为0～500的正整数；在x、y、z中，x摩尔百分数为40~75%，y为10~30%，z为0～35%；优选为x摩尔百分数为40~75%，y为10~30%，z为10～35%；n1 为1~3的正整数，R1为同时带有正负电荷的两性离子亲水基团n2为5~50的正整数，R2为含有胆固醇的憎水基团n3为5~50的正整数，R3为含有叶酸的肿瘤叶酸受体靶向基团上述两亲性多功能聚合物的制备方法：PMNCF由含有两性离子及活性酯的两种可聚合单体通过在溶液中自由基引发随机共聚首先得到两性离子单元摩尔分数x为40%~75%的二元随机共聚物PMN（Gong Y. K., et al. Macrom. Biosci., 2012, 12, 979-985），然后用含有氨基的胆固醇及含有氨基的叶酸分子对聚合物中的活性酯单元进行酰胺化接枝反应，活性酯单元1-x = 60%~25%，得到胆固醇单元摩尔分数y为10%~30%，叶酸单元摩尔分数z为0%~35%的多功能聚合物。上述聚合反应在无水有机溶剂二甲亚砜中进行。上述方法制备的两亲性多功能聚合物制备纳米载药胶束的方法：用二甲基亚砜溶解PMNCF聚合物及憎水性药物，将占聚合物质量百分数10%~50%的药物溶液与聚合物溶液加入快速搅拌的水溶液中自动形成直径30~150 纳米的载药胶束，形成稳定的纳米载药胶束水溶液。上述制备过程中，调节水溶液的pH为4~6很关键，大于6或小于4，将导致胶束不稳定，靶向基团暴露不充分，靶向性差。所述具有憎水性药物选自阿霉素、紫杉醇、表柔比星、羟基喜树碱、吡柔比星、多西他赛、异长春花碱、奥沙利铂。上述多功能型两亲性聚合物在水溶液中可自组装形成胶束，可作为疏水性抗癌药物的载体，制备过程中，用超滤离心方法对有机溶剂及游离药物进行分离，提纯及浓缩纳米载药胶束。具体地说，多功能两亲性聚合物载药胶束采取如下方法制备：将两亲性聚合物（PMNCF）和药物如阿霉素溶于DMSO中，滴加到pH为4~6的水中，利用两亲性聚合物自组装实现药物的负载。然后通过透析或超滤离心的方式除去有机溶剂以及游离的阿霉素得到载药胶束。将形成的载药胶束通过测量其粒径、Zeta电位、储存稳定性、细胞毒性实验和细胞吞噬实验等，评估载药胶束的性能。本专利技术的优点与积极的效果：（1）本专利技术通过在两亲性聚合物侧链上引入细胞外层膜磷酰胆碱强亲水基团、胆固醇强疏水基团及叶酸靶向基团，在弱酸性水溶液中自组装容易形成稳定的可负载药物的仿细胞膜结构胶束，赋予胶束体内“隐形”功能；（2）本专利技术在弱酸性水溶液中组装增加了叶酸基团的溶解，有较多叶酸基团分布于胶束外表面可最大限度地发挥主动靶向作用；（3）本专利技术聚合物各单体基团摩尔含量可根据实际需求来控制合成，因此形成的胶束粒径范围、靶向基团含量等可控，可以进行长循环及靶向性能的优化筛选；（4）形成的纳米载药胶束亲水层外连接有设计含量的叶酸基团，与乳腺癌细胞、KB细胞及HeLa细胞有2~4倍的高选择性靶向作用；纳米载药胶束具有仿细胞外层膜亲水层结构，在体内抗免疫系统识别及清除作用优异；（5）本专利技术制备方法简单，可降低应用成本。与普遍使用的两亲性嵌段共聚物的合成制备相比，制备两亲性随机共聚物的条件及工艺过程非常简便易行，容易推广应用。附图说明图1为聚合物PMNCF-23的1H NMR谱图；图2为系列载药PMNCF胶束在不同的释放介质中的药物累积释放率(a)pH=5.0; (b) pH=7.4；图3不同浓度载阿霉素的PMNCF胶束与MADB-106细胞培48 h养后的癌细胞存活率；图4为小鼠腹腔巨噬细胞对不同聚合物胶束摄取2 h后的荧光显微镜照片；图5为大鼠乳腺癌细胞MADB-106不同时间对无FA修饰以及FA摩尔百分比不同的胶束摄取后的荧光显微镜照片。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1 氨基化胆固醇的制备将50 mL的无水二氯甲烷和37.5 mL的无水乙二胺加入到250 mL三颈圆底烧瓶中，置于冰盐浴中使反应温度调节至0℃。然后称取5.02 g（0.0112 mol）的氯甲酸胆固醇酯，将其溶解于60 mL 的无水二氯甲烷中，溶解充分后将溶液转移至恒压滴液漏斗中。在高速搅拌状态下将该溶液滴加到前述三颈圆底烧瓶中，反应结构式如下：滴加完毕后，室温条件下本文档来自技高网...
【技术保护点】
结构通式（I）所示的两亲性多功能聚合物，简称为PMNCF，其中R为氢或甲基；其中，x为10～1000的正整数，y为5～500的正整数，z为0～500的正整数；在x、y、z中，x摩尔百分数为40~75%，y为10~30%，z为0～35%；n1 为1~3的正整数，R1为同时带有正负电荷的两性离子亲水基团n2为5~50的正整数，R2为含有胆固醇的憎水基团n3为5~50的正整数，R3为含有叶酸的肿瘤叶酸受体靶向基团。
【技术特征摘要】
1.结构通式（I）所示的两亲性多功能聚合物，简称为PMNCF，其中R为氢或甲基；其中，x为10～1000的正整数，y为5～500的正整数，z为0～500的正整数；在x、y、z中，x摩尔百分数为40~75%，y为10~30%，z为0～35%；n1 为1~3的正整数，R1为同时带有正负电荷的两性离子亲水基团n2为5~50的正整数，R2为含有胆固醇的憎水基团n3为5~50的正整数，R3为含有叶酸的肿瘤叶酸受体靶向基团。2.根据权利要求1所述两亲性多功能聚合物，其特征在于：在x、y、z中，x摩尔百分数为40~75%，y为10~30%，z为10～35%。3.权利要求1所述两亲性多功能聚合物的制备方法，其特征在于：PMNCF由含有两性离子及活性酯的两种可聚合单体通过在溶液中自由基引发随机共聚首先得到两性离子单元摩尔分数x为40%~75%的二元随机共聚物，然后用含有氨基的胆固醇及含有氨基的叶酸分子对聚合物中的活性酯单元进行酰胺化接枝反应，活性酯单元1-x = 60%~25%，得到胆固醇单元摩尔分数y为10%~3...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫永宽，姜海涛，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。