一種pH和溫度雙重響應(yīng)性共聚物及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬藥用高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及由烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內(nèi) 酰胺組成的PH和溫度雙重響應(yīng)性共聚物、其制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 以環(huán)境響應(yīng)性聚合物為載體的藥物傳遞系統(tǒng)能夠響應(yīng)外界環(huán)境的微小刺激而引 起自身結(jié)構(gòu)的變化，釋放出藥物，對(duì)于許多疾?。ㄈ缒[瘤等）的治療具有長(zhǎng)效低毒、可控及 高載藥量等優(yōu)勢(shì)，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。其中，較易獲得并對(duì)外界環(huán)境刺激 響應(yīng)較敏感的溫度和pH響應(yīng)性高分子藥物載體受到了研究者們的廣泛關(guān)注。
[0003] 人體正常組織的pH值一般為7. 4,但是當(dāng)機(jī)體發(fā)生異常時(shí)，例如發(fā)熱、感染或癌 變，組織往往呈現(xiàn)出更低的pH值。因此，可以利用這種pH變化制備pH響應(yīng)性高分子藥物 載體，使其在血液循環(huán)中結(jié)構(gòu)保持完整，不釋放藥物，而到達(dá)腫瘤等病變部位后，弱酸性環(huán) 境使得載體崩解或結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而釋放藥物，從而實(shí)現(xiàn)藥物在腫瘤等組織細(xì)胞的高富集， 最大限度地提高藥物的利用度。PH響應(yīng)性聚合物的分子鏈上通常具有可解離的酸性或堿性 基團(tuán)。常見(jiàn)的單體有甲基丙烯酸酯、賴氨酸和丙烯酸等一元羧酸及其酯類。含有二元羧酸 鏈段的PH響應(yīng)性聚合物在每個(gè)鏈段上有兩個(gè)可電離的羧基，在同等條件下，比制備含有一 元羧酸鏈段的PH響應(yīng)性聚合物的成本更低，但目前以二元羧酸衍生物為單體制備pH響應(yīng) 性聚合物的研究報(bào)道較少。烯丙基丙二酸二乙酯是一種已經(jīng)商品化的化合物，主要用作醫(yī) 藥原料和農(nóng)藥中間體，其分子中有雙鍵，可發(fā)生自由基聚合，其分子中的兩個(gè)酯基水解后， 可形成兩個(gè)羧基，因此，烯丙基丙二酸二乙酯可成為合成具有PH響應(yīng)性聚合物的單體。目 前尚未見(jiàn)有關(guān)烯丙基丙二酸二乙酯作為聚合物單體的文獻(xiàn)報(bào)道。
[0004] 具有溫度響應(yīng)性的高分子藥物傳遞系統(tǒng)能自動(dòng)感應(yīng)病原體或熱原（如發(fā)熱、月中 瘤）存在下人體溫度的變化，使高分子材料產(chǎn)生智能化相變，藥物釋放速度加快；當(dāng)身體 正常時(shí)，高分子材料即恢復(fù)原狀，釋藥速度也隨之下降，形成應(yīng)答式釋藥系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)藥 物在病灶區(qū)的定時(shí)、定點(diǎn)可控釋放，最大限度地降低藥物的不良反應(yīng)，提高藥物的生物利用 度。聚（N-乙烯基己內(nèi)酰胺）（PNVCL)是一種溫度響應(yīng)性聚合物，其低臨界溶液溫度（LCST) 接近人體的生理溫度，與目前研究最多的溫度響應(yīng)性聚合物一聚（N-異丙基丙烯酰胺） (PNIPAM)不同的是PNVCL水解不會(huì)產(chǎn)生有毒的小分子胺，而且PNVCL的單體價(jià)格更便宜，因 此，PNVCL具有更好的生物相容性，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域可能更加貼近實(shí)際應(yīng)用。
[0005] 由于體內(nèi)生物環(huán)境復(fù)雜，研制集pH響應(yīng)性和溫度響應(yīng)性于一體的pH和溫度雙重 響應(yīng)性共聚物則可望獲得更適合體內(nèi)生理環(huán)境的藥物載體，但目前文獻(xiàn)報(bào)道的pH和溫度 雙重響應(yīng)性材料多數(shù)制備方法復(fù)雜，原料價(jià)格較貴，工業(yè)化成本較高。文獻(xiàn)檢索未見(jiàn)有關(guān)由 烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內(nèi)酰胺共聚形成的pH和溫度雙重響應(yīng)性共聚物的研究報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供新的一種pH和溫度雙重響應(yīng)性共聚物及其制備方法和應(yīng) 用，制備該共聚物使用的原料價(jià)廉易得、制備方法簡(jiǎn)單。
[0007] 本發(fā)明pH和溫度雙重響應(yīng)性共聚物的分子結(jié)構(gòu)如下式所示，其分子量為10000~ 30000〇
[0008]
[0009] 本發(fā)明pH和溫度雙重響應(yīng)性共聚物的制備方法是按如下步驟：
[0010] (a)制備烯丙基丙二酸二乙酯與N-乙烯基己內(nèi)酰胺的共聚物（PDEAM-co-PNVCL):
[0011] 將偶氮二異丁腈和N-乙烯基己內(nèi)酰胺（NVCL)溶于二氧六環(huán)，偶氮二異丁腈與 N-乙烯基己內(nèi)酰胺的質(zhì)量比為1:320~350,每毫升二氧六環(huán)中溶有0. 1~0. 3g的N-乙 烯基己內(nèi)酰胺；在氮?dú)鈿夥障掠?5~75°C攪拌中滴加烯丙基丙二酸二乙酯的二氧六環(huán)溶 液，所加入烯丙基丙二酸二乙酯的二氧六環(huán)溶液與偶氮二異丁腈（AIBN)和N-乙烯基己內(nèi) 酰胺（NVCL)二氧六環(huán)溶液的體積比是1:1~2,烯丙基丙二酸二乙酯和N-乙烯基己內(nèi)酰胺 的質(zhì)量比為1:3~10 ;于65~75°C聚合反應(yīng)后，產(chǎn)物用THF溶解并于石油醚中共沉淀，收 集沉淀物，待有機(jī)溶劑揮發(fā)干后用蒸餾水溶解，將該水溶液用截留分子量為3500的透析袋 透析5~8天，經(jīng)減壓蒸餾和真空干燥得烯丙基丙二酸二乙酯與N-乙烯基己內(nèi)酰胺的共聚 物（PDEAM-co-PNVCL)。
[0012] (b)制備烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內(nèi)酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL):
[0013] 將NaOH加入TOEAM-co-PNVCL的四氫呋喃溶液中，再加入蒸餾水，每毫升四氫呋喃 溶有 0· 02 ~0· 04g PDEAM-co-PNVCL，NaOH 和 PDEAM-co-PNVCL 的質(zhì)量比為 1:1 ~L 5,蒸 餾水和四氫呋喃的體積比為1:2~2. 5 ;68~72°C反應(yīng)48~52h后，冷至0~5°C，將產(chǎn)物 溶液的PH值調(diào)節(jié)至4-5,攪拌，用二氯甲烷萃取，分出的有機(jī)層經(jīng)減壓蒸餾，剩余物蒸餾水 溶解后用截留分子量為3500的透析袋透析5~8天，減壓蒸餾，真空干燥制得烯丙基丙二 酸與N-乙烯基己內(nèi)酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL)。
[0014] 本發(fā)明共聚物的制備方法進(jìn)一步優(yōu)化是按經(jīng)如下步驟：
[0015] (a)制備烯丙基丙二酸二乙酯與N-乙烯基己內(nèi)酰胺的共聚物（PDEAM-co-PNVCL):
[0016] 將偶氮二異丁腈和N-乙烯基己內(nèi)酰胺（NVCL)溶于二氧六環(huán)，所述偶氮二異丁腈 和N-乙烯基己內(nèi)酰胺的質(zhì)量比為1:320~350,每毫升二氧六環(huán)中溶有0. 1~0. 3g的N-乙 烯基己內(nèi)酰胺；抽真空充氮?dú)?~5次，每次30~60min，65~75°C攪拌下滴加烯丙基丙 二酸二乙酯的二氧六環(huán)溶液，所加入烯丙基丙二酸二乙酯的二氧六環(huán)溶液與偶氮二異丁腈 (AIBN)和N-乙烯基己內(nèi)酰胺（NVCL)二氧六環(huán)溶液的體積比是1:1~3,烯丙基丙二酸二 乙酯和N-乙烯基己內(nèi)酰胺的質(zhì)量比為1:3~10 ;65~75°C聚合反應(yīng)20~30h，產(chǎn)物用THF 溶解后倒入石油醚中共沉淀2~5次，收集沉淀，待有機(jī)溶劑揮發(fā)干后用蒸餾水溶解，將產(chǎn) 物的水溶液倒入截留分子量為3500的透析袋中，透析5~8天，減壓蒸餾蒸出水后，真空干 燥得烯丙基丙二酸二乙酯與N-乙烯基己內(nèi)酰胺的共聚物（PDEAM-co-PNVCL)。
[0017] (b)制備烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內(nèi)酰胺的共聚物（PAMA-CO-PNVCL):
[0018] 將NaOH加入TOEAM-co-PNVCL的四氫呋喃溶液中，再加入蒸餾水，每毫升四氫呋喃 溶有 0· 02 ~0· 04g PDEAM-CO-PNVCL，NaOH 和 PDEAM-CO-PNVCL 的質(zhì)量比為 1:1 ~I. 5,蒸 餾水和四氫呋喃的體積比為1:2~2. 5 ;70°C反應(yīng)48~52h后，冷至室溫。將反應(yīng)瓶置于 冰水浴中，用〇. 1~〇. 2mol/mL的鹽酸將產(chǎn)物溶液的pH調(diào)節(jié)至4-5,攪拌1~2h，用二氯甲 烷萃取3~4次，分出的有機(jī)層經(jīng)減壓蒸餾蒸出有機(jī)溶劑后，剩余物用蒸餾水溶解后轉(zhuǎn)移至 截留分子量為3500的透析袋中，透析5~8天，減壓蒸餾蒸出水后，真空干燥制得烯丙基丙 二酸與N-乙烯基己內(nèi)酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL)。
[0019] 本發(fā)明pH和溫度雙重響應(yīng)性共聚物的應(yīng)用是在水中自組裝形成納米膠束，作為 鬼臼毒素藥物的控制釋放載體。
[0020] 本發(fā)明制備的烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內(nèi)酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL)具 有pH和溫度雙重響應(yīng)特性，透過(guò)率測(cè)定結(jié)果表明，共聚物的LCST隨pH的減小而降低。共 聚物的LCST也受共聚物濃度和烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內(nèi)酰胺鏈段比的影響，隨共聚 物濃度的增加而降低；對(duì)于相同濃度的共聚物水溶液，其LCST隨烯丙基丙二酸含量的增加 而升高。
[0021] 本發(fā)明制備的烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內(nèi)酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL)具 有兩親性，在選擇性溶劑中能自組裝為膠束，其膠束溶液的制備方法為：
[0022] 將5mg烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內(nèi)酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL)溶于少量 四氫呋喃（THF)中，完全溶解后，攪拌下加入少量蒸餾水，室溫下蒸出有機(jī)溶劑，殘留液轉(zhuǎn) 入5mL容量瓶中加入蒸餾水定容得1.0 mg/mL膠束溶液。
[0023] 載藥膠束的制備方法為：
[0024] 將50mg烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內(nèi)酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL)和15mg鬼 臼毒素溶于IOmL丙酮，攪拌至完全溶解后，攪拌下緩慢加入IOmL去離子水，室溫?cái)嚢璩?丙酮，剩余溶液在4000r/min下離心30min，取上層清液干燥后制得共聚物PAMA-co-PNVCL 載鬼白毒素膠束。
[0025] 膠束對(duì)藥物的載藥率和包封率測(cè)定：
[0026] 將干燥后的載藥膠束用乙醇稀釋，得到膠束濃度為0. lmg/mL的鬼臼毒素溶液，測(cè) 其紫外吸光度，計(jì)算載藥膠束溶液中鬼白毒素的含量，按以下公式計(jì)算載藥率和包封率：載 藥率（％ )=(載藥量/載體量）X100%，包封率