專利名稱：一種環(huán)境響應(yīng)型星形共聚物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)境響應(yīng)型星形共聚物的制備方法。
背景技術(shù)：
目前針對藥物在體內(nèi)代謝快，半衰期短，需頻繁大量給藥，且靶向性差的缺點，藥物載體開始被廣泛研究。藥物與載體形成載藥系統(tǒng)后，藥物的吸收和分布受載體的理化性質(zhì)的影響。根據(jù)臨床要求選擇適當(dāng)?shù)妮d體材料，不僅可以將藥物輸送到靶器官，而且對于藥物載體性質(zhì)和藥理活性也起到有益的作用。但是藥物緩釋對于腫瘤細(xì)胞的治療仍然存在一些不足。例如，化療藥物一般需要進(jìn)入腫瘤細(xì)胞內(nèi)后才能產(chǎn)生療效，而傳統(tǒng)納米載體的藥物釋放行為在細(xì)胞內(nèi)外的差異沒有明顯區(qū)別，藥物較多在細(xì)胞外就已經(jīng)釋放，導(dǎo)致藥物的生物利用度較低，副作用較大。目前常見的刺激響應(yīng)納米膠束也不能區(qū)分細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外環(huán)境，因此研究能夠進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)藥物傳遞的智能型載藥納米膠束具有重大意義。細(xì)胞內(nèi)藥物傳遞的藥物載體可通過設(shè)計在細(xì)胞內(nèi)殼層可選擇性脫落的智能型載藥納米膠束，殼層在細(xì)胞內(nèi)的脫落將直接導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的藥物釋放速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于細(xì)胞外的釋放速度，因此可以極大提高藥物的生物利用度，提高化學(xué)治療效果，這是膠束類藥物載體的發(fā)展前沿?；谏鲜鲈颍€原敏感型的兩親性二硫鍵(S-S )橋連聚合物膠束備受關(guān)注。從結(jié)構(gòu)上來看，這是一種兩親性的嵌段共聚物。在水中，它會自組裝成膠束，其中膠束的核是疏水的，殼是親水的。加入疏水性藥物，由于相似相溶，疏水性藥物會進(jìn)入膠束的中心，被親水性外殼包裹起來。由于腫瘤細(xì)胞中谷胱甘肽濃度比正常細(xì)胞高，提供還原環(huán)境，當(dāng)含有S-S 鍵的載藥膠束進(jìn)入腫瘤細(xì)胞時，對還原環(huán)境敏感的S-S鍵會斷裂，膠束結(jié)構(gòu)被破壞，親水段和疏水段分開，藥物被選擇性地釋放進(jìn)腫瘤細(xì)胞內(nèi)部，從而有效提高藥物利用率。目前用作制備還原環(huán)境響應(yīng)性膠束載體的共聚物多采用生物相容性好的可降解聚合物作為親水和疏水鏈段，再采用二硫鍵連接，從而形成兩親性的嵌段共聚物。例如， Sim等人制備了聚乙二醇(PEG)為親水鏈，可降解的聚己內(nèi)酯(PCL)為疏水鏈的線形兩嵌段共聚物(PCL-S-S-PEG) (Biomaterials, 2009, 30, 6358-6366)；而 Ren 等人則制備了嵌段共聚物 PCL-S-S-PEG 的六臂星形共聚物(Soft Matter, 2011, 7，2329-2331)。 此外，Zhong等人制備了以生物大分子葡聚糖(Dextran)作為親水鏈的兩嵌段共聚物 (Dextran-S-S-PCL)(Biomacromolecules, 2010，11，848-854); Li 等人則制備了以聚亮氨酸為疏水鏈段的兩嵌段共聚物(PEG-S-S-Pleu)(Polymer，2011, 52，3580-3586)。這類共聚物制備的膠束均具有在細(xì)胞內(nèi)部藥物控釋的功能。但目前的這類還原響應(yīng)性共聚物均是將親疏水鏈段通過二硫鍵連接的嵌段共聚物，本發(fā)明制備了一種新型的還原響應(yīng)性共聚物，其親水鏈和疏水鏈分別連接在同一個核心上，從而組成一個星形的兩親性共聚物，不同于以前制備的共聚物的嵌段結(jié)構(gòu)。該共聚物同樣具備對腫瘤細(xì)胞內(nèi)部還原環(huán)境的響應(yīng)性，
3并且由于星形聚合物較小的流體力學(xué)體積，用其制備的膠束在血液中具有更好的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)境響應(yīng)型星形共聚物的制備方法。本發(fā)明的目的是在同一個核心上同時連接上兩條親水鏈和兩條疏水鏈，組成一個兩親性四臂星形共聚物，并使其具有良好的環(huán)境響應(yīng)性。本發(fā)明采用了含雙硫鍵的聚乙二醇單甲醚為親水鏈，聚氨基酸為疏水鏈，制備了一系列具有還原響應(yīng)性的兩親性四臂星形共聚物。本發(fā)明提出的環(huán)境響應(yīng)型星形共聚物的制備方法，具體步驟如下
(1)取分子量為1000 10000含二硫鍵的羧基封端聚乙二醇單甲醚、2，2-二(溴甲基)-1，3-丙二醇、N，N，- 二環(huán)己基碳二亞胺和4- 二甲氨基吡啶，按摩爾比為2 1 (2 20) (0. 2^2)的比例溶于溶劑A中，常溫反應(yīng)12-48小時，過濾除去N，N’-二環(huán)乙基脲，濾液濃縮后用乙醚沉淀2 3次，過濾并真空干燥，得到含兩個溴基團(tuán)的兩臂聚乙二醇；
(2)將步驟(1)得到的含兩個溴基團(tuán)的兩臂聚乙二醇溶于N，N’-二甲基甲酰胺中，加入 Γ10倍當(dāng)量的疊氮化鈉，在4(T130°C下反應(yīng)314小時，冷卻過濾；濾液減壓蒸除N，N，- 二甲基甲酰胺，用二氯甲烷溶解，過濾，濾液濃縮后在乙醚中沉淀，過濾并真空干燥，得含兩個疊氮基團(tuán)的兩臂聚乙二醇；
(3)將步驟( 得到的含兩個疊氮基團(tuán)的兩臂聚乙二醇溶于無水乙醇-二氯甲烷組成的混合溶劑中，在室溫3飛atm條件下加鈀炭催化氫化15 36小時，過濾濃縮，并將濾液在乙醚中沉淀，過濾并真空干燥，得含兩個伯胺基的兩臂聚乙二醇；
(4)將步驟C3)得到的含兩個伯胺基的兩臂聚乙二醇和氨基酸-N-羧基環(huán)內(nèi)酸酐，溶于四氫呋喃/N，N，- 二甲基甲酰胺組成的混合溶劑中，氮氣保護(hù)下在2(T50°C反應(yīng)2(Γ48小時，濃縮四氫呋喃/N，N’-二甲基甲酰胺組成的混合溶劑，用截留分子量2000的透析袋在水中透析，凍干，得到含兩條聚乙二醇鏈和兩條聚氨基酸鏈的兩親性四臂星形共聚物，其分子量為 3000 40000。本發(fā)明中，步驟(1)中所述的含二硫鍵的羧基封端聚乙二醇單甲醚的結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.一種環(huán)境響應(yīng)型星形共聚物的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)取分子量為1000 10000含二硫鍵的羧基封端聚乙二醇單甲醚、2，2-二(溴甲基)-1，3-丙二醇、N，N，- 二環(huán)己基碳二亞胺和4- 二甲氨基吡啶，按摩爾比為21 (2 20) (0. 2^2)的比例溶于溶劑A中，常溫反應(yīng)12-48小時，過濾除去N，N’-二環(huán)乙基脲，濾液濃縮后用乙醚沉淀2 3次，過濾并真空干燥，得到含兩個溴基團(tuán)的兩臂聚乙二醇；(2)將步驟(1)得到的含兩個溴基團(tuán)的兩臂聚乙二醇溶于N，N’-二甲基甲酰胺中，加入 Γ10倍當(dāng)量的疊氮化鈉，在4(T130°C下反應(yīng)314小時，冷卻過濾；濾液減壓蒸除N，N，- 二甲基甲酰胺，用二氯甲烷溶解，過濾，濾液濃縮后在乙醚中沉淀，過濾并真空干燥，得含兩個疊氮基團(tuán)的兩臂聚乙二醇；(3)將步驟( 得到的含兩個疊氮基團(tuán)的兩臂聚乙二醇溶于無水乙醇-二氯甲烷組成的混合溶劑中，在室溫3飛atm條件下加鈀炭催化氫化15 36小時，過濾濃縮，并將濾液在乙醚中沉淀，過濾并真空干燥，得含兩個伯胺基的兩臂聚乙二醇；(4)取步驟C3)得到的含兩個伯胺基的兩臂聚乙二醇和氨基酸-N-羧基環(huán)內(nèi)酸酐，溶于四氫呋喃/N，N，- 二甲基甲酰胺組成的混合溶劑中，氮氣保護(hù)下在2(T50°C反應(yīng)2(Γ48小時，濃縮四氫呋喃/N，N’-二甲基甲酰胺組成的混合溶劑，用截留分子量2000的透析袋在水中透析，凍干，得到含兩條聚乙二醇鏈和兩條聚氨基酸鏈的兩親性四臂星形共聚物，其分子量為 3000 40000。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境響應(yīng)型星形共聚物的制備方法，其特征在于步驟 (1)中所述含二硫鍵的羧基封端聚乙二醇單甲醚的結(jié)構(gòu)式如下其中:m為20 200。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境響應(yīng)型星形共聚物的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述溶劑A為二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、四氫呋喃、二氧六環(huán)、二甲基亞砜、 N，N’ - 二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境響應(yīng)型星形共聚物的制備方法，其特征在于步驟 (4)中所述氨基酸為賴氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、 亮氨酸、異亮氨酸、脯氨酸或丙氨酸的均聚物或共聚物中任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境響應(yīng)型星形共聚物的制備方法，其特征在于所制得的最終產(chǎn)物為兩親性四臂星形共聚物，該共聚物的結(jié)構(gòu)為具有四條臂的星形結(jié)構(gòu)，其中兩條臂為親水性的聚乙二醇鏈，另外兩條臂為疏水性的聚氨基酸鏈；親水性的聚乙二醇鏈由二硫鍵連接在星形共聚物的核心上，可在還原環(huán)境中分解并脫落，從而實現(xiàn)對還原環(huán)境的響應(yīng)性；該共聚物的分子量為300(Γ40000。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子材料和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)境響應(yīng)型星形共聚物的制備方法。具體方法是將親水性的含二硫鍵的羧基封端聚乙二醇單甲醚和疏水性的聚氨基酸共同接枝到同一個核心中，形成一個兩親性四臂星形共聚物。本發(fā)明制備的四臂星形共聚物，同時具有兩親性和還原環(huán)境響應(yīng)性。用其制備納米膠束作為藥物載體時，在腫瘤細(xì)胞內(nèi)部的還原環(huán)境中，二硫鍵會斷裂，膠束表面的親水鏈脫落下來，膠束結(jié)構(gòu)被破壞，藥物被被選擇性地釋放進(jìn)腫瘤細(xì)胞內(nèi)部，從而有效提高藥物利用率。
文檔編號A61K9/00GK102408560SQ201110319089
公開日2012年4月11日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者任杰, 屈陽, 李建波 申請人:同濟(jì)大學(xué)