[发明专利]一种两亲性壳聚糖衍生物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，具体涉及一种两亲性壳聚糖衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

目前，通过抗癌药物治疗癌症患者是临床研究的热点之一，但抗癌药物较大的副作用和多重抗药性限制了其临床应用，而使用基因治疗方法则可避免上述不足(Heike，Y.；Kasono，K.；Kunisaki，C.，et al.Int.J.Cancer，2001，92：115.)。由于肿瘤细胞扩散较快，单一的基因治疗方法难以达到长期有效的抑制，因此联合基因和药物治疗来抑制肿瘤细胞已成为新的研究方向。Bae等(Qiu，L.Y.；Bae，Y.H.Biomaterials，2007，28：4132.)将聚己内酯(PCL)接枝到聚乙烯亚胺(PEI)上合成一系列两亲性阳离子胶束，其胶束亲水外壳的PEI链段通过静电相互作用复合DNA，PCL链段聚集形成的内核通过疏水作用力包裹疏水药物，从而实现药物和基因的共传递。Zhang等(Zhu，J.；Cheng，H.；Jin，Y.；Cheng，S.；Zhang，X.；Zhuo，R.J.Mater.Chem，2008，18：4433.)合成聚乙二醇单甲醚-b-聚{N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺-co-[2-羟乙基甲基丙烯酸酯-聚(3-己内酯)]}，通过自组装形成阳离子胶束实现药物和基因的共传递，并初步研究了两者的协同效应。目前这种基因和药物共传递体系在肿瘤治疗上已体现出巨大的潜力，但有关研究主要集中在合成聚合物类载体上，很少涉及天然高分子的改性研究。壳聚糖(chitosan，Cs)是一种安全无毒、生物相容性好的多聚阳离子，且免疫原性低、生物黏附性好，并具有独特的跨细胞膜运输能力，因此开发壳聚糖衍生物用作基因和药物共传递载体具有潜在的应用前景。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明首要目的在于提供一种两亲性壳聚糖衍生物。

本发明的另一目的在于提供一种两亲性壳聚糖衍生物的制备方法，本发明通过点击化学反应和酰胺化反应将三代的含炔基聚酰胺-胺树枝状大分子基元(PAMAM基元)和脱氧胆酸(DCA)基元先后接枝到壳聚糖主链上，制备出两亲性壳聚糖衍生物，该制备方法反应条件温和、高效、有选择性。

本发明的第三个目的在于提供两亲性壳聚糖衍生物在制备抗癌药物载体中的应用，两亲性壳聚糖衍生物在水溶液中自组装形成以PAMAM基元和壳聚糖为亲水外壳、DCA基元为疏水内核的纳米胶束。其内核可以包裹疏水抗癌药物，外壳可复合基质粒DNA(pDNA)，从而实现药物和基因的共传递。两亲性壳聚糖衍生物独特的分子结构使其在基因治疗、药物控释和组织工程等领域具有潜在应用价值。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种两亲性壳聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA，其特征在于：所述的PAMAM-Cs-DCA以PAMAM基元和壳聚糖为亲水外壳，脱氧胆酸基元为疏水内核，所述的壳聚糖的重均分子量为10000～14000，脱乙酰度为70～90％；所述的PAMAM基元的接枝率为10～20％，脱氧胆酸基元的接枝率为6～12％；

所述的PAMAM-Cs-DCA的分子式为：

所述的PAMAM基元的结构式为：

上述一种两亲性壳聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA的制备方法，包括以下操作步骤：

(1)6-叠氮-N-氨基-壳聚糖-g-脱氧胆酸接枝聚合物的合成：

a氮气保护下，将壳聚糖溶于N，N-二甲基甲酰胺与水的混合溶剂中，加入邻苯二甲酸酐，在100～120℃下搅拌反应8～10小时，反应结束后，冷却至25～30℃，用冰水沉淀，过滤，用甲醇洗涤，真空干燥，得到N-邻苯二甲酰胺基-壳聚糖；

b氮气保护下，将N-邻苯二甲酰胺基-壳聚糖溶于N-甲基-吡咯烷酮中，搅拌溶解，在冰水浴中，加入N-溴代琥珀酰亚胺和三苯基膦，在70～80℃搅拌反应4～6小时，反应结束后，将产物离心，过滤，用丙酮洗涤，真空干燥，得到6-溴代-N-邻苯二甲酰胺基-壳聚糖；

c氮气保护下，将叠氮钠和6-溴代-N-邻苯二甲酰胺基-壳聚糖溶于N-甲基-吡咯烷酮中，在60～80℃搅拌反应8～12小时，反应结束后，将产物过滤，用乙醇沉降，离心收集产物，并用丙酮洗涤，真空干燥，得到6-叠氮-N-邻苯二甲酰胺基-壳聚糖；