[发明专利]一种可还原降解纳米载药胶束及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可还原降解纳米载药胶束及其制备方法，属于生物医药技术和纳米医学技术领域。

背景技术

聚合物载药胶束在药物传递和基因载体方面的研究快速发展。聚合物胶束作为药物载体时，药物可以通过简单的物理包埋、静电作用或共价键键合方法载入聚合物胶束。聚合物胶束拥有完美的核壳结构，其纳米级的粒径和胶束外壳的亲水作用使其不易被网状内皮系统吞噬，并可阻止蛋白质和细胞的吸附。聚合物胶束的粒径与病毒和脂蛋白等天然结构极为相似，且外壳有亲水性链段如PEG能避免吞噬细胞的吞噬。因此，聚合物胶束在血液中长时间循环并保持稳定，使其能够在目标部位(如肿瘤组织、炎症组织)停留较长的时间，通过增强渗透作用(EPR)达到被动靶向的作用。聚合物胶束作为药物载体可以对小分子药物起到增溶作用。同时降低小分子抗癌药物的毒性。由于聚合物胶束能够进入到病变部位的血管或炎症组织处而不影响正常组织，这样药物就有可能只在病患处释放，从而减少副作用的发生；因此大批科学家投入聚合物载药胶束的研究中。

基于二硫键还原敏感性的生物可降解聚合物引起了广大科学家的关注，被广泛地应用于制备高效传递及可控释放的生物医学材料。由于二硫键在还原剂硫醇例如二硫苏糖醇(DTT)的作用下容易断裂，因此还原敏感聚合物依赖于硫醇浓度在数分钟到数小时的时间范围内快速可控降解。有趣的是，在人体的不同组织以及细胞内外谷胱苷肽的浓度存在明显的差别。例如在体液和细胞外，GSH浓度较低(2-20μM)，此时还原敏感聚合物能体液和细胞外稳定存在。而在细胞内(约0.5-10mM)和肿瘤组织(比正常组织高约4倍)中，此时由于GSH浓度较高，还原敏感聚合物中的二硫键会发生迅速断裂，最终高分子聚合物发生快速降解。这一重要特性已被广泛地用于药物和基因对肿瘤组织及细胞内的高效传递。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可还原降解纳米载药胶束及其制备方法，该方法高效、简单。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种可还原降解纳米载药胶束，其特征在于它的结构通式为：MPEG-CA-PCL，

其中CA为含二硫键的聚胱胺(这里的缩写的CA的化学结构中间含有S-S，所以称CA为含二硫键的聚胱胺)；MPEG是分子量为475～5000DA的聚乙二醇单甲醚；PCL是聚己内酯。

本发明提供的这种基于二硫键还原敏感的聚合物前药由三个功能部分组成：(1)聚乙二醇单甲醚亲水链段和含二硫键的聚胱胺亲水链段做为胶束纳米粒子的壳层；(2)含二硫键的聚胱胺为主链构成可还原降解的组分；(3)聚己内酯组成疏水部分作为纳米粒子的核层。

用结构式可以表示如下：

结构式中，m为与己内酯反应的胱胺单元数目；q为未与己内酯反应的胱胺单元数目。

一种可还原降解纳米载药胶束的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

第一步：利用N，N′-双(丙稀酰)胱胺与乙醇胺的迈克尔加成得到带羟基的含二硫键的聚胱胺，然后利用羟基对己内酯进行开环反应得到CA-PCL聚合物；对于以上反应可以分为三步：

(1)：胱胺二盐酸盐与丙烯酰氯的取代反应得到N，N′-双(丙烯酰)胱胺(CBA)：10mmol的胱胺二盐酸盐溶于含有10mL氯仿和15mL、3.5MNaOH混合溶液中，加热至50℃，逐滴加入含有20mmol丙烯酰氯的5mL氯仿，反应15min并一直保持反应液的温度为50℃；然后趁热过滤、萃取，取有机相冷却至室温得白色结晶固体，过滤、重结晶、真空干燥得白色结晶固体的N，N′-双(丙烯酰)胱胺(CBA)；

(2)：利用N，N′-双(丙烯酰)胱胺(CBA)与乙醇胺进行迈克尔加成得到带羟基的含二硫键的聚胱胺：2.60g(10mmol)的N，N′-双(丙烯酰)胱胺与0.61g(10mmol)乙醇胺溶于11mL的甲醇和水的混合液中，甲醇与水的体积比为10/1v/v，聚合反应避光进行，并在氮气保护、室温下反应10天，随后加入过量的10％mol(即1mmol)乙醇胺继续反应2天以除去未反应的丙烯酰胺基团，得到反应液；然后在反应液中加入100mL的去离子水，用3M HCI调节反应液pH1～3，用截留分子量3500DA的透析袋透析6天，透析结束后，冷冻干燥得到带羟基的含二硫键的聚胱胺；