本发明专利技术提供了一种具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物，是将含有还原剂敏感的二硫键的二硫代二丙酸、亲水性的聚乙二醇与含有pH敏感缩醛键的疏水段的聚己内酯通过一定的方式形成共聚物，使其抗肿瘤活性进行叠加，以促进聚合物药物对肿瘤的抑制作用。本发明专利技术的三嵌段共聚物可在水中自组装形成核壳结构的胶束载体，并在癌细胞内具有高还原和低pH的特殊环境下二硫键和缩醛键发生断裂，使得胶束结构被破坏，从而释放出抗癌药物阿霉素（DOX），杀死癌细胞；高分子载体PEG使共聚物体现出良好的生物相溶性，降低了抗癌药物的毒性，减少对正常组织的伤害，因此在制备抗肿瘤药物中具有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物及其制备方法；本专利技术同时还涉及该两亲性三嵌段共聚物的制备和作为药物载体在制备抗肿瘤药中的应用，属于高分子化学领域和生物医药应用
技术介绍
近年来随着高分子化学和生物医学的高速发展，生物降解性纳米粒子在肿瘤治疗中引起了高度重视。其具备生物可降解、生物相容和环境响应的胶束已成为新的发展趋势。它不同于过去放疗和化疗等治疗方法（对机体正常的细胞产生严重的损伤），可有效的减少药物对正常组织的伤害。聚乙二醇（PEG）是一种是具有良好的生物相容性的药物载体，不仅能够降低药物的毒副作用，还能够有效地阻止蛋白的吸附，延长胶束在血液中的循环时间，提高药物在体内的稳定性，同时增加药物在肿瘤位点的积累，使药效得到更好的发挥等特点，作为肿瘤靶向药物载体已应用于临床。PEG的其结构式如下：聚己内酯（PCL）具有很好的热稳定性、良好的生物相容性及优异的通透性、无毒以及对许多药物具有好的渗透性，并且在生理环境中可降解，所以被广泛用作药物控释载体。聚己内酯的结构式如下：3,3'-二硫代二丙酸，具羧基和二硫键，羧基可以与羟基或氨基反应进行化合物的改性，二硫键具有氧化还原特性，肿瘤部位的谷胱甘肽可使聚合物胶束中二硫键被还原，胶束剖坏从而药物释放。其结构式如下：因此，将含有还原剂敏感的二硫键的二硫代二丙酸、亲水性的聚乙二醇与含有pH敏感缩醛键的疏水段的聚己内酯通过一定的方式形成共聚物，使其抗肿瘤活性进行叠加，以促进聚合物药物对肿瘤的抑制作用，同时体现出良好的生物相溶性，以减少对正常组织的伤害，有望为抗癌领域提供了更多的选择。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物。本专利技术的另一目的是提供一种制备上述具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物的制备方法；本专利技术还有一个更重要的目的，就是提供上述具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物作为抗肿瘤药物载体的应用。一、具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物本专利技术具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物，其结构如下：。该两亲三嵌段共聚物的制备方法，包括以下工艺步骤：（1）含有还原剂敏感的二硫键亲水段聚乙二醇-SS-COOH的制备：以N,N-二环己基碳二亚胺（DCC）和4-二甲基氨基吡啶（DMAP）为催化剂，二氯甲烷与四氢呋喃为混合溶剂，使聚乙二醇与3,3'-二硫代二丙酸于-5~0℃下反应22~24h；反应完全后除去溶剂，沉淀、过滤、洗涤、干燥，得亲水段聚乙二醇-SS-COOH；记为化合物；底物聚乙二醇与二硫代二丙酸的摩尔比为1:3~1:4；溶剂二氯甲烷与四氢呋喃的体积比为2:1~5:1；催化剂N,N-二环己基碳二亚胺的用量为聚乙二醇与二硫代二丙酸总摩尔量的0.6~1倍；4-二甲基氨基吡啶的用量为聚乙二醇与二硫代二丙酸总摩尔量的0.4~0.75倍。化合物的结构式为：。（2）聚己内酯制备：用甲苯作溶剂，4-羟基苯甲醛作为引发剂，辛酸亚锡作为催化剂，在100~110℃的油浴条件下使ԑ-己内酯（ԑ-CL）开环聚合形成白色固体聚己内酯（PCL）。记为化合物。引发剂4-羟基苯甲醛与ԑ-己内酯（ԑ-CL）的摩尔比为1:60~1:150；催化剂辛酸亚锡与ԑ-己内酯的摩尔比为1:300~1:350。化合物的结构式为：。（3）疏水段HO-聚己内酯-Acetal-OH的制备：以对甲基苯磺酸为催化剂，四氢呋喃为溶剂，使1,1,1-三（羟甲基）乙烷与化合物混合，在室温下搅拌反应48~72h，所得产物用乙酸乙酯和石油醚沉淀纯化，抽滤，干燥，得HO-聚己内酯-Acetal-OH，记为化合物。1,1,1-三（羟甲基）乙烷与化合物的摩尔比为8:1~10:1；催化剂对甲基苯磺酸的用量为1,1,1-三（羟甲基）乙烷与化合物总摩尔量的0.14~0.18倍。化合物的结构式：。（4）目标产物的制备：以二氯甲烷为溶剂，4-二甲基氨基吡啶和N,N-二环己基碳二亚胺为催化剂，将化合物和化合物混合后在-5~0℃下搅拌反应22~24h，产物经乙醚和石油醚洗涤，抽滤，干燥，得到目标产物三嵌段共聚物，记为化合物。化合物与化合物的摩尔比为3:1~5:1；催化剂4-二甲基氨基吡啶的用量为化合物与化合物总摩尔量的0.6~1.3倍；N,N-二环己基碳二亚胺的用量为化合物与化合物总摩尔量的0.4~1倍。化合物的结构式为：式中，m=41~23mol%，n=18~54mol%；数均分子量Mn=1.6~2.3×104。图1为上述方法制备的具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物的核磁共振氢谱。通过核磁共振氢谱分析可以得出，化学位移在3.63ppm为亲水段PEG上的H，化学位移在1.36ppm、1.67ppm、2.29ppm和4.06ppm左右会出现聚己内酯（PCL）上的H。核磁共振氢谱说明制备的共聚产物与设计的共聚物结构一致，表明成功合成了该共聚物。二、两亲性三嵌段聚合物的抗肿瘤活性实验1、胶束的制备以及表征（1）载药聚合物胶束的制备将上述两亲性三嵌段聚合物和阿霉素以2.5:1的质量比溶解于THF中，搅拌2~4小时，在室温滴加至去离子水中，继续搅拌10~12h，然后置于透析袋在pH7.4的磷酸缓冲溶液中透析20~24小时，得到载药胶束溶液。两亲性聚合物和阿霉素。（2）胶束的表征用纳米粒径仪对两亲性三嵌段聚合物载药胶束的粒径及粒径分布进行检测，粒径大约180nm左右（见图2）。采用透射电镜TEM观察了胶束的形貌为纳米级的小球（见图3）。2、体外模拟的释放实验通过紫外分光光度计测定阿霉素在482nm处的吸光强度计算载药胶束的药物释放率。取四份10mL载药聚合物胶束，分别置于100mL的pH7.4（100mM）、含有10mmolDTT的pH7.4（100mM）、pH5.0（100mM）和含有10mmolDTT的pH5.0（100mM）的缓冲溶液中，透析48小时，按照一定的时间间隔取样，测紫外吸收，并与聚合物中包载的阿霉素进行比较，最终释放率分别为25.17%、92.05%、40.07%和95.36%（见图4、5），说明了在10mmolDTT和pH5.0双重响应条件下释放阿霉素更好。综上所述，本专利技术制备的三嵌段共聚物中，存在具有氧化还原响应的二硫键和pH响应的缩醛键，其和抗癌药物可在水中自组装形成球形结构（图3）的载药胶束，并在癌细胞内高还原的环境和微酸性条件下二硫键和缩醛键发生断裂，使得胶束结构被破坏，从而释放出阿霉素（DOX）并进入细胞核，杀死癌细胞；高分子载体PEG的存在，使共聚物体现出良好的生物相溶性，降低了抗癌药物的毒性，从而减少了对正常组织的损伤，所以在制备抗肿瘤药物方面具有很好的应用前景。附图说明图1为本专利技术制备的具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物的核磁共振氢谱。图2为本专利技术载药胶束的粒径分布图。图3为本专利技术载药胶束的透射电镜图。图4为本专利技术载药胶束在pH5.0、10mmolDTT（A），pH7.4、10mmolDTT（B），pH5.0（C）和pH7.4（D）时阿霉素释放的体外模拟曲线；各图中，由上而下依次为透析1h、2h，4h，7h，12h、24h及48h取样的释放率。图5为本专利技术载药胶束在pH7.4，pH7.4、10mmolDTT，pH5.0和p本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物，其结构如下：式中，m=41~23 mol%，n=18~54 mol%；数均分子量Mn=1.6~2.3×104。
【技术特征摘要】
1.具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物，其结构如下：式中，m=41~23mol%，n=18~54mol%；数均分子量Mn=1.6~2.3×104。2.如权利要求1所述具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物的制备方法，包括以下工艺步骤：（1）含有还原剂敏感的二硫键亲水段聚乙二醇-SS-COOH的制备：以N,N-二环己基碳二亚胺和4-二甲基氨基吡啶为催化剂，二氯甲烷与四氢呋喃为混合溶剂，使聚乙二醇与二硫代二丙酸于-5~0℃下反应22~24h；反应完全后除去溶剂，沉淀、过滤、洗涤、干燥，得亲水段聚乙二醇-SS-COOH；记为化合物；（2）聚己内酯制备：用甲苯作溶剂，4-羟基苯甲醛作为引发剂，辛酸亚锡作为催化剂，在100~110℃的油浴条件下使ԑ-己内酯开环聚合22~24h，形成白色固体即为聚己内酯，记为化合物；（3）疏水段HO-聚己内酯-Acetal-OH的制备：以对甲基苯磺酸为催化剂，四氢呋喃为溶剂，使1,1,1-三（羟甲基）乙烷与化合物混合，在室温下搅拌反应48~72h，所得产物用乙酸乙酯和石油醚沉淀纯化，抽滤，干燥，得HO-聚己内酯-Acetal-OH，记为化合物；（4）目标产物的制备：以二氯甲烷为溶剂，4-二甲基氨基吡啶和N,N-二环己基碳二亚胺为催化剂，将化合物和化合物混合后在-5~0℃下搅拌反应22~24h，产物经乙醚和石油醚洗涤，抽滤，干燥，得到目标产物具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物，记为化合物。3.如权利要求2所述具有pH和还原双重敏感的两亲三嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，聚乙二醇与二硫代二丙酸的摩...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁建超，张丹，马敏，苑莹芝，魏英英，吴兴军，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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