本发明专利技术属于高分子纳米生物医药材料领域，具体涉及一种水溶性可生物降解且高效抗菌的聚合物胶束及其制备方法。两亲性嵌段聚合物通过溶剂交换法自组装形成胶束，该胶束表面带有大量的正电荷，在不加入任何其他抗生素的条件下，本身就具有高效杀菌抑菌效果。同时该胶束具有很好的生物相容性和生物可降解性。胶束的核壳结构可以包裹多种药物，具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子纳米生物医药材料领域，具体涉及ー种水溶性可生物降解性且高效抗菌的聚合物胶束及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着高分子合成方法(ATRP、RAFT、NMP, R0P、点击化学)和表征技术的发展，人们合成和表征了各种结构和功能的嵌段聚合物。由于嵌段聚合物其不同链段性能的差异，使得嵌段聚合物在选择性溶剂中组装成各种形态的纳/微米粒子成为可能。聚合物自组装的驱动カ主要有氢键、静电相互作用、亲/疏水作用、金属络合、Van der Waals力等作用力。 目前发现的聚合物组装体形态主要有球形胶束、棒状胶束、圆盘状胶束、球形囊泡、碗状囊泡、多层囊泡、大复合囊泡、片状、管状、纤维状、树枝状等。其中球形胶束的形态最为广泛。健康是人们最为关注的话题之一，然而，细菌无处不在、无孔不入，它们的传播和蔓延严重威胁着人类的健康。利用杀菌和抗菌材料来杀灭和抑制有害细菌的生长、繁殖是提高人类健康水平的ー个重要手段。细菌细胞外层包覆物的ー个重要特征是带有负电荷并通常由ニ价阳离子例如Ca2+和/或Mg2+稳定的。这些负电荷是由革兰氏阳性细菌细胞壁(CW)中的磷壁酸分子，或由革兰氏阴性细菌的外层细胞膜(OM)的寡聚糖、磷脂和由细胞质膜(CM)提供的。CM具有选择渗透性，管理着溶质和代谢物进出细胞细胞质。基于CW/0M和CM的性质，大部分抗菌聚合物被设计成阳离子型亲/疏水大分子体系。抗菌聚合物是由含有阳离子的极性亲水功能性链段和非极性疏水链段(或整个链段都疏水)，或者由ー种疏水単体和ー种亲水性单体无规共聚得到的功能性基团构成的。这样的聚合物/共聚物结构能够提供很高的表面活性，吸附/解吸附能力和由高亲油性导致的高细胞粘附亲和性，从而有效地破坏组织结构和细胞膜的完整性，最终使细胞膜破裂，细胞质漏出，细胞溶解。目前，共价型高分子抗菌剂的研究主要集中于季铵盐、吡啶盐、胍盐、卤胺型、膦盐等。中国专利(CN101300016A，公开日2008年11月5日)公开了ー种抗菌聚合物的制备方法，该聚合物可以用于建筑或者织物的表面，起到一定的杀菌抑菌效果。中国专利(CN1347425A，公开日2002年5月I日)公开了ー种抗菌聚合物混合物的制备方法，由丙烯醛制备不同的抗菌聚合物，该聚合物耐水性能较好，具有一定的抗菌效果。上述制备的聚合物虽具有一定的抗菌抑菌效能，但其制备方法较为复杂，聚合物的抗菌效果不佳，同时以上聚合物的耐候性较差，不便于长期使用，更无法应用于生物医学领域。针对目前抗菌聚合物抗菌抑菌效果不佳的原因，我们提出利用两亲性嵌段聚合物自组装的方法制备抗菌聚合胶束，通过大幅度提高胶束表面的局部阳离子浓度，来大大提高聚合物的抗菌效果。该胶束既可以作为药物的载体，同时自身具有很好的抗菌杀菌效果，而且该聚合物具有水溶性和生物降解性能，在生物医学领域具有很广泛的应用前景，国内外还没有相关专利专利技术出现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种水溶性可生物降解抗菌聚合物胶束及其制备方法。该胶束具有良好的杀菌抑菌效果，同时具有很好的生物相容性和生物可降解性，胶束的核壳结构也可以用作药物载体材料。为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供的技术方案是 ー种水溶性可生物降解且高效抗菌的聚合物胶束，所使用的聚合物为两亲性嵌段聚合物PEO-A-PCL-A-PTA，PCL,PEO和PTA均为生物相容、生物可降解材料，该聚合物采用溶剂交 粒径为15 100nm，胶束表面带有大量正电荷。本专利技术提供的ー种水溶性可生物降解且高效抗菌的聚合物胶束的制备方法，具体步骤如下 (I)大分子引发剂PEO-A-PCL-Br的合成 将聚氧こ烯(ΡΕΟ)、ε -己内酯和3(T70mL甲苯依次加入到烧瓶中，控制聚氧こ烯(PEO)与ε -己内酯的摩尔比为l:2(Tl :80 ;在120°C条件下反应24 36h ;产物在低温正己烷中沉淀I飞次并真空干燥I 2天，得到白色粉末状PE04-PCL-0H ;随后，PEO-^-PCL-OH与2-溴异丁酰溴以I: (I 3)的摩尔比加入到烧瓶中，并加入100 250mL溶剂和三こ胺，三こ胺与2-溴异丁酰溴的摩尔比为I: (I 2);反应进行12 40h。过滤、萃取、洗涤、溶解、沉淀，最后真空干燥，得到大分子引发剂PEO-み-PCL-Br。(2) ATRP合成聚合物 大分子引发剂PEO-6-PCL-Br、配体PMDETA或HMTETA、催化剂溴化亚铜以I :1 :(1 2)的摩尔比加入到圆底烧瓶中。PEOi-PCL-Br和单体2-叔丁基氨こ基甲基丙烯酸酯(TA)的摩尔比为I: (15 80)。随后加入溶剂反应8 36h，合成聚合物PE04-PCL4-PTA。聚合物经沉淀处理进行纯化。(3)自组装形成聚合物胶束 以8 20mg/mL的浓度将聚合物PE04-PCL4-PTA溶解在溶剂中，在搅拌条件下，以10秒一滴的速度向溶剂中滴加去离子水，随后透析去除溶剂，得到胶束溶液。(4)聚合物胶束的抗菌性能测试 自组装后得到的PE04-PCL4-PTA胶束溶液加入到接种过大肠杆菌的LB培养基中培养，测试其抗菌性能，PE04-PCL4-PTA浓度为50 800 μ g. mじ1。本专利技术中，步骤(I)中所述聚氧こ烯PEO的分子量为1900 5000，步骤(2)中所述嵌段共聚物PE04-PCL4-PTA的相对分子量为4000 30000。本专利技术中，步骤(I)、(2)、(3)中使用的溶剂均为甲苯、ニ氯甲烷、四氢呋喃、甲醇、丙酮、ニ甲亚砜或ニ甲基甲酰胺中的一至几种。相对于现有技术中的方案，本专利技术的优点是(I)嵌段聚合物是利用原子转移自由基聚合(ATRP)合成的，聚合物分子量分布较窄且结构可控。(2)合成的嵌段聚合物为生物相容性的，其自组装形成的胶束在不携带任何药物的情况下，具有很好的抗菌和杀菌效果。(3)抗菌胶束应用于人体并不会产生毒害作用。同时，该聚合物胶束还可以包裹多种药物，是理想的药物载体。在这种情况下，多种抑菌和杀菌机制协同作用，可以大大提高抑菌和杀菌效果，降低细菌的抗药性。(4)胶束能够在水溶液中长期存在且具有良好的杀菌效果。( 5 )聚合物和聚合物胶束可以通过溶剂交换法制备，方法简单，适用范围较·广。(6)该胶束的PCL部分可生物降解，形成的胶束可以代谢出体外。附图说明图I为实施例I聚合物PE04-PCL4-PTA的氢核磁图谱。图2为实施例I嵌段聚合物PE04-PCL4-PTA自组装形成的透射电子图。具体实施例方式下面通过实施例进ー步说明本专利技术。实施例I (O大分子引发剂PEO43-A-PCL2tl-Br的合成 5g聚氧こ烯(PEO)和18g ε -己内酯和甲苯(50mL)依次加入到150mL的烧瓶中，共沸去除微量的水，反应在120°C条件下进行24h，产物在低温正己烷中沉淀5次，真空干燥2天，得到白色粉末状 PE043-6-PCL2Q-0H。随后，将 IOgPEO43-A-PCL2ci-OH 与 I. 9mL 2-溴异丁酰溴加入到500mL烧瓶中，加入250mL的溶剂和2mL三こ胺，反应进行24h。过滤、萃取、洗涤、溶解、沉淀最后真空干燥得到白色粉末状大分子引发剂PEO43A-PCL2tl-Br。(2 ) ATRP合成聚合物 Ig本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水溶性可生物降解且高效抗菌的聚合物胶束，其特征在于所使用的聚合物为两亲性嵌段聚合物PE04-PCL4-PTA，该聚合物通过共溶剂交换法可以自组装形成胶束，聚合物胶束的粒径在15 100nm ;其中，PCL链段形成胶束的内核，PEO与PTA链段形成胶束的抗菌外壳。2.一种如权利要求I所述的生物可降解抗菌聚合物胶束的制备方法，其特征在于具体步骤如下 (1)大分子引发剂PEOi-PCL-Br的合成 将聚氧乙烯、e -己内酯和3(T70mL甲苯依次加入到烧瓶中，控制聚氧乙烯与e -己内酯的摩尔比为l:2(Tl :80 ;在120°C条件下反应24 36h ;产物在低温正己烷中沉淀I飞次并真空干燥I 2天，得到白色粉末状PE04-PCL-0H ;随后，PE04-PCL-0H与2-溴异丁酰溴以I: (I 3)的摩尔比加入到烧瓶中，并加入100 250mL溶剂和三乙胺，三乙胺与2-溴异丁酰溴的摩尔比为I: (I 2);反应进行12 40h ;过滤、萃取、洗涤、溶解、沉淀，最后真空干燥，得到大分子引发剂PEOi-PCL-Br ； (2)ATRP合成聚合物 大分子引发剂PEO-6-PCL-Br、配体PM...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜建忠，路航，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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